INSTITUUT VOOR DEELTIJD HTO

Transcriptie

1 INSTITUUT VOOR DEELTIJD HTO Hogeschool van Amsterdam BLOKHANDLEIDING I-3/H-5 OPLEIDING ELEKTROTECHNIEK Project: Besturen met de PC Opgesteld door: Reinder Jongsma, Hans Mooij, Barend Bokhorst Datum: augustus 2002 Status: Definitief Versie: 3.2

2 Wijzigingen t.o.v. vorige versies van de blokhandleiding Versie 3.0 Versie 3.1 Versie 3.2 Definitieve versie voor cursusjaar ; geheel herzien Layout aangepast aan standaard layout; geen inhoudelijke wijzigingen Verwisseling van de blokken I-5/H-7 en I-6/H-8 met respectievelijk I-3/H-5 en I-4/H-6 Editorial: toevoeging nieuwe code H-5 aan oude code I-3 Blok I-3/H-5 Besturen met de PC pag. 2 van 11

3 Inhoudsopgave 1 INLEIDING 4 2 HET PROJECT OPDRACHTOMGEVING (CONTEXT) OPDRACHT PROGRAMMA VAN EISEN 5 3 DE ORGANISATIE ROOSTER VAN HET PROJECT BESTUREN MET DE PC ROOSTER EN INHOUD VAN HET CONCEPTUELE ONDERWIJS EN DE WORKSHOPS DAGEN, LOCATIES, PROJECTBEGELEIDERS EN DOCENTEN 8 4 LEERDOELEN, TOETSEN EN BEOORDELING LEERDOELEN REGISTRATIE VAN DE VORDERINGEN VAN DE STUDENT IN VOLG CIJFER VOOR PROJECT (CODE PROJ, 3 STUDIEPUNTEN) CIJFER VOOR COLLEGE (CODE COLL, 4 STUDIEPUNTEN) CIJFER VOOR BIJDRAGE BEROEPSPRAKTIJK (CODE BRPT, 8 STUDIEPUNTEN) EISEN OM VOOR EEN BLOK TE SLAGEN BIJ ONVOLDOENDE RESULTAAT 10 5 LITERATUUR EN HANDLEIDINGEN REGELTECHNIEK INTERFACETECHNIEK 11 Blok I-3/H-5 Besturen met de PC pag. 3 van 11

4 1 Inleiding Een bedrijf voor keuken installaties heeft een futuristisch plan om een volautomatische oven te maken. De bedoeling is om de oven een recept te laten lezen waarna deze het eten op de juiste manier bereidt. Als eerste aanzet wordt gedacht aan een apparaat (een PC) dat een verwarmingselement kan aansturen. Dit verwarmingselement verwarmt een hoeveelheid water of een hoeveelheid lucht. In de toekomst moet een code worden ingelezen en aan de hand van de gelezen code wordt een temperatuurtraject gekozen. Stel dat bijvoorbeeld code 1 wordt ingelezen dan kan dit betekenen dat het water tot 90º moet worden verwarmd, vervolgens 30 minuten op deze temperatuur moet blijven, daarna 20 min op 60º en dat tenslotte het verwarmingselement moet worden uitgeschakeld. In dit blok zal de uitvoer van de PC centraal staan: het aansturen van een apparaat met behulp van de PC. In het volgende blok (I-6) wordt daar de invoer aan toegevoegd waardoor het mogelijk wordt een proces te regelen. Centraal in dit project (en het volgende project) staan de concepten van de Regeltechniek, Interfacetechniek en Programmeren. In het volgende hoofdstuk geven we een aantal voorbeelden van besturingen met de PC. In de hoofdstukken daarna vind je alle informatie die je nodig hebt om samen met de projectbegeleider en je medestudenten ook dit project succesvol uit te kunnen voeren. Blok I-3/H-5 Besturen met de PC pag. 4 van 11

5 2 Het project 2.1 Opdrachtomgeving (context) De PC wordt steeds meer gebruikt voor het regelen en besturen van processen. Hieronder geven we enkele voorbeelden: Intelligente besturing voor verkeerslichten. Het volledig automatisch calibreren van meetinstrumenten (afstudeerproject geweest). Via bar-code (scannen bij kassa), winkelvoorraad bijhouden en automatisch nieuwe voorraad bestellen. Het automatisch lezen van adressen en sorteren van de post bij PTT Post. Dictafoons die gesproken tekst omzetten naar geschreven tekst. Stappenmotorsturing. Aansturen van een robotarm. Let wel, er is veel meer te bedenken dan we hier noemen kunnen! Vergelijk ook project I-2 (Embedded systems). Soms is het handig om een PC te gebruiken, soms is het handig om een specifieke microprocessor te gebruiken. 2.2 Opdracht De opdracht voor blok I-5 bestaat uit drie onderdelen: 1. Ten eerste wordt een simpel proefmodel van een oven gevraagd. Er kan volstaan worden met een (geïsoleerd) vat dat wordt verwarmd met behulp van bijvoorbeeld een dompelaar of een lamp (infrarood). 2. Ten tweede wordt gevraagd een interface te ontwikkelen tussen de PC en het verwarmingselement. Er moet rekening worden gehouden met blok I6 waarbij de temperatuur moet worden gemeten en ingelezen in de PC zodat het proces kan worden geregeld. 3. Ten derde een programma dat een code van de gebruiker vraagt (of een code van papier kan lezen) en met behulp van deze code een bepaalde tijd het verwarmingselement inschakelt. Probeer het vermogen van het verwarmingselement zodanig te kiezen dat de temperatuur in het vat op een bepaalde temperatuur blijft. 4. Onderzoek het temperatuurverloop in het vat bij verschillende aangeboden vermogens. De resolutie moet voldoende hoog zijn in verband met de regeling van blok I6. Probeer optimaal gebruik te maken van bestaande techniek, hulpmiddelen en programmatuur en niet te vergeten de ervaring en kennis van je projectteamgenoten. Ook in dit project besteden jullie behalve aan de technische aspecten veel aandacht aan de procesgang. Elk projectteam houdt daartoe een procesverslag bij. Realiseer je dat het proces bijna altijd beter, efficiënter etc kan. Bij het eindverslag moeten jullie dan ook verbetervoorstellen doen. De verbetervoorstellen van vorige blok moeten aantoonbaar toegepast zijn. 2.3 Programma van eisen Je moet voor deze opdracht zelf het programma van eisen opstellen. Denk onder andere aan de volgende punten, werk ze verder uit en leg ze vast in het startdocument: Blok I-3/H-5 Besturen met de PC pag. 5 van 11

6 De verbinding tussen de PC en het verwarmingselement mag niet storingsgevoelig zijn. Het vermogen van het verwarmingselement moet in de juiste verhouding staan tot de hoeveelheid die moet worden verwarmd. Het geheel moet veilig zijn. Blok I-3/H-5 Besturen met de PC pag. 6 van 11

7 3 De organisatie Dit studieblok bestaat uit 9 weken. Je bent twee dagen per week ingeroosterd en dient minstens nog twee avonden thuis of op school zelfstandig te werken. Van de twee ingeroosterde avonden wordt in het begin van het blok meer tijd gereserveerd voor contactonderwijs en minder voor het project. Aan het eind van het blok is dit precies andersom. Dit wordt weergegeven in het volgend model. Voor de twee ingeroosterde avonden geldt dus een variabele indeling. In het begin zal ongeveer twee uur worden besteed aan contactonderwijs en/of workshops, en blijft er dus ongeveer één uur over om op school aan het project te werken. Het contactonderwijs zal tijdens het blok worden afgebouwd tot ongeveer één uur, zodat er aan het eind van het blok ongeveer twee uur overblijven om aan het project te werken. Tijdens contactonderwijs zullen concepten toegelicht worden uit het vakgebied van regeltechniek en interfacetechniek. De workshops dienen ter ondersteuning van het conceptueel onderwijs. De laatste week is voor afronding, evaluatie en beoordeling. Het contactonderwijs staat onder leiding van een docent, het project onder leiding van een projectbegeleider. Docent en projectbegeleider kunnen dezelfde persoon zijn. Het streven is om het contactonderwijs zo in te richten dat dit het project ondersteunt en de concepten die tijdens het project aan bod komen verder uitdiept. 3.1 Rooster van het project Besturen met de PC In deze fase van de opleiding verwachten we dat je in staat bent om het projectwerk zelf systematisch te plannen. Om die reden vind je op deze plek niet een al uitgewerkte planning van week tot week; die dienen jullie (als projectgroep) zelf te maken. Om je hierbij te helpen is een studentenhandleiding samengesteld (te verkrijgen bij de studentenadministratie van de DtHTO, zie ook hoofdstuk 5.1), en is een samenvatting opgenomen aan het eind van dit blokboek. Bij het plannen moet je met een aantal belangrijke dingen rekening houden: In de studentenhandleiding is een voorbeeld opgenomen van een planning doormiddel van werkpakketbeschrijvingen. Die kunnen je een indruk geven van de planning en de tijd die je per fase zou moeten geven aan dingen zoals een 0-document, een startdocument, etc. Na ongeveer 3 weken is er een tussenpresentatie van het startdocument. In de laatste week is het altijd heel druk met presentaties en toetsen van de verschillende blokken; zorg daarom dat je niet te laat afspreekt met docenten en projectbegeleiders welke mogelijkheden je zelf hebt voor het inleveren van het eindverslag, en het houden van een presentatie: ook zij hebben tijd nodig en moeten hun werkzaamheden afstemmen. Eventueel zal de blokcoördinator een rooster maken met data voor de toetsen en presentaties. Blok I-3/H-5 Besturen met de PC pag. 7 van 11

8 3.2 Rooster en inhoud van het conceptuele onderwijs en de workshops Regeltechniek 1 In 9 opeenvolgende instructies zullen de volgende onderwerpen behandeld worden: 1 Casus: Vat met water.theorie: Overdrachtsfuncties en stapresponsie. 2 Workshop: Simulatie (WinFACT, BORIS). Theorie: Basissystemen. Uitdelen: Oefentoets 1. 3 Bespreken: Oefentoets 1. Toets 1. 4 Theorie: Frequentieanalyse Theorie: Bodediagram. Uitdelen: Oefentoets 2 5 Workshop: Simulatie (TRIP/CODAS) Bespreken: Oefentoets 2. 6 Toets 2. Theorie: Looptijd; Terugkoppeling; pn-beeld. Uitdelen: Oefentoets 3. 7 Overzicht, samenhang en verdieping van de behandelde concepten. Bespreken: Oefentoets 3. 8 Toets 3. Interfacetechniek In 7 opeenvolgende instructies zullen de volgende onderwerpen behandeld worden 1 Fundamental bus signals. 2 Interrupts, Direct memory access, Synchrone en asynchrone communicatie. 3 Synchrone en asynchrone communicatie, RS Parallelle interface. 5 SCSI, GPIB. 6 USB. 7 Network interface; ethernet. 3.3 Dagen, locaties, projectbegeleiders en docenten De ingeroosterde dagen vallen op maandag en woensdag van 19:00 uur tot 22:00 uur. Omdat de roosters soms gewijzigd worden de gegevens over de precieze tijden, lokalen, en docenten apart uitgegeven. Je kunt een actueel rooster ophalen bij de studentenadministratie van de DtHTO. Blok I-3/H-5 Besturen met de PC pag. 8 van 11

9 4 Leerdoelen, toetsen en beoordeling 4.1 Leerdoelen Elk blok van kent zijn eigen leerdoelen. Onderstaand de belangrijkste leerdoelen voor dit blok: Systematisch analyseren van een programma van eisen Doorgronden van de theorie van de lineaire systemen en het onderkennen van de beperkingen van deze theorie voor de regeltechniek Het begrijpen en kunnen oplossen van regeltechnische problemen Inzicht krijgen in verbanden tussen systeemeigenschappen in verschillende domeinen (tijddomein, frequentiedomein, s-domein) Integratie van de regeltechniek in andere disciplines zoals interfacetechniek, computertechniek, programmeren en transductietechniek (sensoren en actuatoren) Verdiepen en toepassen van concepten uit de interfacetechniek 4.2 Registratie van de vorderingen van de student in Volg+ In Volg+ worden per student, per studieblok de volgende gegevens bijgehouden: Cijfer voor het project, (3 studiepunten) Cijfer voor colleges, al dan niet opgedeeld in een apart cijfers per college, (4 studiepunten) Aantekening of men vanuit de beroepspraktijk een bijdrage aan de studie heeft geleverd; dit wordt geregistreerd per blok (alleen in de I-fase, in principe vanaf blok I3, 8 studiepunten per blok) De cijfers voor het project en de colleges bepalen of een blok met voldoende resultaat is afgesloten. Elke student ontvangt ca. 14 dagen na de laatste toets van het betreffende blok een uitdraai uit het systeem VOLG+ opdat hij of zij een overzicht heeft van zijn of haar resultaten. In de volgende paragrafen zal per onderdeel een toelichting worden gegeven. 4.3 Cijfer voor project (code PROJ, 3 studiepunten) De project beoordeling is een grotendeels een groepsbeoordeling Dit cijfer wordt bepaald aan de hand van projectdocumenten, het product dat het project oplevert en een toets, te weten: Beoordeling startdocument, gewicht; 10% Zijn doelstellingen in het startdocument realistisch voor het niveau? Zijn de doelstellingen waargemaakt? Is het document verzorgd, geeft het blijk van vaardigheid in schriftelijk communiceren? Beoordeling Functioneel ontwerp, gewicht; 20% Geeft het functioneel ontwerp blijk van inzicht in de materie? Dekt het functioneel ontwerp het programma van eisen? Is het document verzorgd, geeft het blijk van vaardigheid in schriftelijk communiceren? Beoordeling eindverslag project, gewicht; 30% Heeft het verslag een goede structuur (tittelblad, hoofdstukindeling, samenvatting, conclusies, literatuurlijst) Geeft het verslag blijk van voldoende inhoudelijk kennis? Beoordeling eindproduct, gewicht; 40% van het projectcijfer Voldoet de functionaliteit aan het programma van eisen? Ziet het er netjes afgewerkt uit? Hoe is de eindpresentatie en verdediging? Blok I-3/H-5 Besturen met de PC pag. 9 van 11

10 4.4 Cijfer voor College (code COll, 4 studiepunten) Niet parate kennis is belangrijk, maar competent zijn in het oplossen van problemen. Iemand is competent als hij of zij, op het moment dat er zich een probleem aandient, vol overgave gaat nadenken en vaardig de juiste concepten weet te benutten om het probleem te kunnen oplossen. Een competentie is dan ook opgebouwd uit attitude, vaardigheid en kennis. Competent zijn betekend vaak kennis van verschillende colleges op handige wijze kunnen combineren. Om tegemoet te komen aan de wens om niet de parate vakkennis, maar zoveel mogelijk competentie gericht te beoordelen kan per studieblok bepaald worden hoe colleges beoordeeld worden. Bij een integrale beoordeling komt er één integraal cijfer. Een andere wens is om de student tijdens de looptijd van een blok te meten en te beoordelen en niet alleen aan het einde in een toets, iets dat wel tijd kost en moet passen binnen het college. Per studieblok en per vak kan voor een andere oplossing gekozen zijn. Voor dit studieblok is gekozen voor de volgende wijze van toetsen van de colleges: Regeltechniek 1: Er zullen 3 toetsen worden aangeboden van ongeveer 1 uur. Het eindcijfer is het gewogen gemiddelde van de 3 toetsen. Binnen twee weken na afloop van het blok zal op één avond de mogelijkheid worden geboden om alle toetsen te herkansen. Interfacetechnek: In week 9 zal een toets over de gehele stof worden gehouden. 4.5 Cijfer voor bijdrage beroepspraktijk (code BRPT, 8 studiepunten) Bij het voltijdonderwijs wordt een student geacht ca 40 uur per week aan de studie te werken. Bij het deeltijdonderwijs is dat ca. 26 uur. In beide type opleidingen kun je als student vanuit hetzelfde startniveau in 4 jaar de Ing-titel behalen. Dit wordt bereikt door de beroepspraktijk een integraal deel te laten zijn van de opleiding. Het beoefenen van een relevant beroep is dus voorwaarde om de studie te kunnen doen. Vanaf de I-fase worden in principe per studieblok 8 studiepunten toegekend voor relevant werk over een maximum van 6 blokken; je wordt geacht vanaf blok I3 deze relevante beroepspraktijk te kunnen aantonen. Er wordt voor de beroepspraktijk geen cijfer gegeven. 4.6 Eisen om voor een blok te slagen Om voor een studieblok van 9 of 10 weken te slagen moet je voor zowel het project als voor de concepten een 5,5 of hoger halen. 4.7 Bij onvoldoende resultaat Bij een onvoldoende krijg je een aanvullende opdracht. Het streven is dat je de gelegenheid krijgt een onvoldoende beoordeling binnen 4 weken te herstellen. Dit gebeurt in onderling overleg met de betrokken begeleider. Als je ook bij deze herkansing een onvoldoende scoort, wordt in onderling overleg met betrokken docenten en de mentor een afspraak gemaakt over een persoonlijk herstelplan. Blok I-3/H-5 Besturen met de PC pag. 10 van 11

11 5 Literatuur en handleidingen 5.1 Regeltechniek 1 Titel: Ontwerpen van analoge en digitale regelsystemen Auteurs: J.L. Min, J.J. Schrage ISBN: Uitgever: Nijgh & Ditmar Den Haag Druk: Interfacetechniek Titel: The 8088 and 8086 microprocessors Auteurs: W.A. Triebel & Avtar Singh ISBN: Uitgever: Prentice Hall Druk: Blok I-3/H-5 Besturen met de PC pag. 11 van 11