22439 Rapid prototyping af digitale sensorsystemer

2024/2025

Dette kursus udbydes ikke i foråret 2025. Der afholdes dog reeksamen i eksamensterminen maj 2025.
Kursusinformation
Rapid Prototyping of Digital Sensor Systems
Dansk
5
Bachelor
Kurset udbydes som enkeltfag
Projekter og almene fag (BSc), Medicin og Teknologi
F5A (ons 8-12)
Lab-øvelser nogle onsdage i enten formiddagshold eller eftermiddagshold.
Opsamlingslab onsdag eftermiddag.
Campus Lyngby
Forelæsninger, opgaver, lab-øvelser, selvevaluerings-quizzer.
13-uger
F5A, Reeksamen i august
Skriftlig eksamen
Multiple choice eksamen.
Skriftlig eksamen: 4 timer
Alle hjælpemidler - uden adgang til internettet
7-trins skala , intern bedømmelse
22433
0211202322224322243322437300103100131003315026242262734
02002/02003 , Et introduktionskursus i programmering. Programmeringssproget er underordnet.
Minimum 10 Maksimum: 120
Kaj-Åge Henneberg , Lyngby Campus, Bygning 349, Tlf. (+45) 4525 3905 , khen@dtu.dk
22 Institut for Sundhedsteknologi
I studieplanlæggeren
Overordnede kursusmål
Kurset introducerer den studerende til mikrocontrolleren med det formål at opbygge prototyper af digitale målesystemer. En Arduino Uno R3 mikrocontroller bruges til at digitalisere sensorsignaler, til at registrere brugerinput og til at styre motorer, displays og andre enheder.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • forklare arkitekturen af ATmega 328p mikrocontrolleren og formålet med ALU, registre, programtæller samt typer og brug af hukommelser inkluderet i ATmega 328p.
  • forklare principperne for de binære og hexadecimale talsystemer og forklare den binære repræsentation af de variabletyper, der er tilgængelige i standard C og Arduino C.
  • forklare og kunne bruge alle variabeltyper, der er tilgængelige i standard C og Arduino C og kunne anvende type casting.
  • skrive programmer ved hjælp af Arduino C og standard C, og gøre brug af conditionals (if, case/switch, ?: operator), løkke-strukturer (for, while, do while), bruger-definerede funktioner og pointers.
  • skrive programmer, der kan udføre simple matematiske beregninger ved hjælp af de indbyggede matematiske funktioner.
  • slette og sætte bit i registre ved hjælp af bit-operatorer i standard C.
  • programmere Arduino Uno R3 til at kommunikere med LCD-skærme, LED'er, trykknapper og håndtere problemer som kontaktprel og pull-up/pull-down modstande.
  • programmere en Arduino Uno R3 til at kommunikere med serielle perifere enheder ved hjælp af I2C-protokollen.
  • forklare princippet for den successive approximation analog-til-digital konverter (ADC).
  • forklare ydelsesparametrene for ADC'en og programmere den til at digitalisere lavfrekvente sensorsignaler.
  • forklare princippet om pulsbreddemodulation (pwm) og bruge dette til at styre LED-lysintensiteten og til at styre en jævnstrømsmotor.
  • efterleve reglerne for deltagelse i laboratorieøvelser, herunder at møde til tiden, vise hensyn til medstuderende, undgå at ødelægge udstyr og komponenter og rydde arbejdspladsen op efter endt øvelse.
Kursusindhold
Sensorteknologier: Termistorer, tryksensorer og lysfølsomme modstande.
Digitale systemer: Arduino Uno R3 system, ATmega 328P mikrokontroller, trykknapper LCD display, LED, RGB LED, DC motorer, digitalisering af lavfrekvente signaler.
Programmering i standard C: Typedeklarering, matematiske operationer, brugerdefinerede funktioner, for og while løkker, if blokke, bit manipulation med Arduino C og med C. Læsning fra og skrivning til mikrokontrollerens registre. Introduktion til pointers.
Litteraturhenvisninger
M. Margolis et al. Arduino Cookbook, 3rd ed. O'Reilly.
J. Purdum, Beginning C for Arduino, 2nd ed. tia. E-bog, DTU bibliotek.
S.F. Barrett, Arduino Microcontroller Processing for Everyone, M&C. E-bog, DTU bibliotek.
B. Evans, Beginning Arduino Programming, tia. E-bog, DTU bibliotek.
J.A. Langbridge, Arduino sketches. Wiley. E-bog, DTU bibliotek.
MicroChip, megaAVR data Sheet.
Bemærkninger
Et obligatorisk retningskursus i bacheloruddannelsen Medicin og Teknologi. Kursusdeltagere skal købe og medbringe sit eget Arduino Starterkit. Det anbefales at købe kittet "Elegoo - The most complete starter kit for UNO" flere måneder føre semesterstart. En Arduino Uno R4 kan ikke bruges, da den adskiller sig helt fra den microcontroller, der undervises i.
Sidst opdateret
16. december, 2024