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Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik

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Die abgeschlossenen Projekte seit dem Sommersemester 2011 finden Sie hier, dann unter "Suche" meinen Namen selektieren.

Ältere Projekte sind nachfolgend gelistet. Eine genauere Beschreibung der Projekte bekommen Sie durch Anklicken der Titel.

Auswahl von Komponenten eines Solar-/Brennstoffzellen-Bootes

Autonomer sechsbeiniger Roboter

Alarmmeldungen bei Leitsystemen über GSM

Elektronische Anzeigetafel für Judowettkämpfe

Tanzender Stab

TI92PLUS-Messgerät

Universal Mikrocontrollerelektronik für Steuer- und Prüfaufgaben

Internet Energy Counter

CAN-Bus für den Bordcomputer des Solarbootes "Korona"

Mikrocontroller gesteuerte Tageslichtregelung

Projekt Myfriend

Wireless Observer

Elektronischer Höhenmesser für das Fahrrad

Veranschaulichung des Prinzips der Magnetischen Lagerung (Schwebende Kugel)

Messkette zur Überwachung von Wellenschwingungen und Datenübertragung per CAN-Bus

Informationsterminal

Schwingende Anzeige: Visualisierung der besonderen Art
 

 

Kurzbeschreibung

RegEnBoot
Sigmund Homolya, Marin Limberger, Michael Zetzsche; 25.1.05; FH-Konstanz Fachberei EI

Das Projekt RegEnBoot wurde als Semesterarbeit in einer Gruppe von 3 Studenten aus dem Fachbereich EI, mit der Vertiefungsrichtung ET, bearbeitet. Das Ziel der Semesterarbeit war, die Komponentenauswahl für ein Schiff, welches mit einer Brennstoffzelle, Photovoltaikanlage und Akkumulatoren bestückt wird, zu treffen. Die Aufgabe des Projektes bestand somit aus:
- Kontaktaufbau zu Komponentenanbietern
Hierzu gehörte das Recherchieren in Internet und Fachliteratur nach Herstellern und Anbietern.
- Sammlung der verschieden Produkte
Dieser Aufgabenpunkt beinhaltete vor allem die Suche nach der Brennstoffzelle, dem H2- Tank, einer Photovoltaikanlage, Akkumulatoren, Motor mit Ansteuerung und dem Schiff im Ganzen.
- Komponentenauswahl
Aus der Fülle an Angeboten musste hier mit Hilfe einer Grobauswahl, deren Kriterien zuvor festgelegt wurden, gefiltert werden. Anschließend wurde mittels Entscheidungstabellen eine endgültige Auswahl getroffen.
- Energiemanagement entwerfen
Darüber hinaus erstellte das Team einige Vorschläge für ein Energiemanagement in Form von Energieflussdiagrammen. Diese zeigen den Energiefluss innerhalb des Systems.
- Simulation erstellen
Unter Matlab/ Simulink wurde eine Brennstoffzellensimulation entwickelt, mit der die technische Eigenschaften, wie z.B. Wasserstoffverbrauch und Energieangebot dargestellt werden können. Ziel war hier die weitere Verwendung in Modes, welches zur Simulation von Anlagen mit verschiedenen Energieressourcen verwendet wird.

Zu Beginn war es jedoch notwendig, dass sich jedes Gruppenmitglied in die Grundlagen der jeweiligen Komponenten einarbeitet. Dazu wurde eine zusammenfassende technische Erläuterung erstellt.


Autonomer sechsbeiniger Roboter
 Marco Arndt, Mattias Brückner, Daniel Kronenbitter; 30.6.04
Projekt an der FHK, Fachbereich EI, Labor für Mikrocomputertechnik in Zusammenarbeit mit dem Fachbereich Maschinenbau

Inhalt dieses Projektes war es, einen autonomen sechsbeinigen Roboter zu entwickeln und aufzubauen. Die Bewegung des Roboters sollte mittels eines Mikrocontrollers gesteuert wer-den. Als Ziel wurde das Ausführen einer Vorwärtsbe-wegung und die Kollisionsvermeidung mit Hindernissen festgelegt.

Um den Roboter zu bewegen waren Beine mit jeweils zwei Freiheitsgraden (auf-ab und vor-zurück) notwendig. Diese Beine werden von je zwei Modellbau-Servomotoren angetrieben. Servomotoren werden mittels pulsweitenmodulierten (PWM) Signalen angesteuert. Diese Signale werden von einem Mikrocontroller des Herstellers Atmel mit der Bezeich-nung AT-mega8 erzeugt. Das zugehörige Programm wurde in Assembler geschrieben. Es besitzt eine Hauptroutine zur Erzeugung der PWM-Signale, welche aus 13 Registern die jeweiligen Positionsdaten der Servomotoren ausliest und an den Ports die entsprechenden PWM-Signale zur Verfügung stellt. Daher kann diese Routine für jegliche Art der Bewegung verwendet werden, nicht nur zum geradeaus laufen sondern auch z.B. für Drehbewegungen.
Die Hinderniserkennung erfolgt mit Hilfe eines analogen, optischen Distanzsensors. Dieser liefert einen Spannungs-wert, der proportional zur Entfernung eines Hindernisses ist. Die Auswertung des Spannungswertes erfolgt mit Hilfe des Mikrocontrollers.
Als Spannungsversorgung dienen ein 6 x 1,2 V Akkupack mit einer Kapazität von 2000 mAh für die Servomotoren und eine 9 V Block Batterie für den Mikrocontroller und den Distanz-sensor. Die Trennung der Versorgungsspannungen wurde vorgenommen, um Funktionsstö-rungen des Controllers und des Sensors durch Spannungseinbrüche aufgrund von kurzzeitigen, hohen Lastströmen der Servomotoren zu verhindern.

Die vorgegebenen Ziele des Projektes wurden erreicht. Zusätzlich zu den Vorgaben wurde der Distanzsensor auf einem Servomotor befestigt, was ein horizontales Schwenken des Sensors erlaubt. Bei einer Hinderniserkennung werden nun rechts und links jeweils die Entfernungen gemessen und mittels Mikrocontroller die hindernisfreie Richtung bestimmt und angezeigt. Des weiteren wurde eine Spannungsüberwachung der Akkus mit Hilfe des Mikrocontrollers integriert.


Alarmmeldungen bei Leitsystemen über GSM
Matthias Müller, Jochen Seikert; 30. 6. 04
Projekt an der FHK, Fachbereich EI, Labor für Mikrocomputertechnik

Projektbeschreibung:
In automatisierten Leitsystemen werden heutzutage standardmässig Alarmmeldungen für die Sicherheitsüberwachung in Industrieanlagen eingebunden. An einer zentralen Leitstelle und im Serversystem werden diese Alarme angezeigt und gespeichert. Zur Unterscheidung der Dringlichkeit von Alarmen werden Prioritäten vergeben: So hat z.B. ein Stromausfall die Priorität 2, ein Brandalarm die Priorität 1. Bei Brandalarm muss bisher die Leitstelle die Werksfeuerwehr über Funk benachrichtigen. Es ist von grossem Vorteil, wenn zeitgleich mit der Alarmmeldung im Leitsystem auch eine SMS-Nachricht über GSM an die zuständige Person gesendet wird. Die Projekt-Aufgabe ist es, eine solche GSM-Anbindung in ein Leitsystem zu integrieren.

Projektrealisierung:
Aus einer Codesys-Steuerung können Variablen, die durch simulierte Alarmmelder ausgelöst werden, als SMS an ein Mobiltelefon übertragen werden. Ein OPC-Server bildet hierfür die Runtime und die Schnittstelle zu einem Visual-Basic-Modul. Das Visual-Basic-Modul bildet die Schnittstelle zwischen dem OPC-Server und dem GSM-Modem. Diese Simulation mittels Software-SPS kann jederzeit auf eine Hardware-SPS übertragen werden. Die Alarmmeldungen und die Settings für das GSM-Modem müssen dafür explizit in der Steuerung abgelegt werden.

Den Schemaplan finden Sie hier.


Elektronische Anzeigetafel für Judowettkämpfe
Reinhard Fink (MME);14.03.04
Projekt an der FHK, Fachbereich EI, Labor für Mikrocomputertechnik

Im Rahmen der Studienarbeit 'Elektronische Anzeigetafel für Judowettkämpfe' entstand der Prototyp für das Steuerpult. Das System besteht aus einem Steuerpult und einer Großanzeigetafel. Aus zeitlichen und finanziellen Gründen beschränkte man sich bei der Arbeit auf das Modul Steuerpult. Die modulare Konzeption der Hardware ermöglicht es eine einfache Ergänzung des Steuerpultes durch eine Großanzeige vorzunehmen. Die Hardware des Steuerpultes besteht aus einer Mikrocontroller gesteuerten 11-stelligen 7-Segment-anzeige, 29 LEDs und 29 Tasten. Die Ansteuerung der Anzeige und der Tasten erfolgt hierbei im Zeitmultiplex. Für die Ausgabe eines Zeitzeichens ist ein Audioausgang vorgesehen, an dem ein aktiver Lautsprecher angeschlossen wird.


Tanzender Stab
Andreas Bauer, Matthias Blocher, Jochen Harter; 17.2.04
Projekt an der FHK, Fachbereich EI, Labor für Mikrocomputertechnik

Im Zuge der Lehrveranstaltung “Projekt“ AI7 und NK7 wurde der Themenvorschlag „Tanzender Stab“ von Prof. Dr. Ing. Leiner im Fachgebiet Mikroprozessortechnik ausgewählt und bearbeitet. Grundlage für diesen Themenvorschlag bildete eine im Wintersemester 92/93 durchgeführte Diplomarbeit des Informatikstudenten Herrn Stefan Singer, der eine Regelung eines natürlichen instabilen Systems mittels PID- und Fuzzy- Reglers im Labor für Prozessautomati-sierung zur Projektaufgabe hatte.

Es handelt sich dabei um einen Voodoostab, der mit Hilfe einer geeigneten Technik auf einem Punkt balanciert werden soll. Der gesamte Messaufbau der Regelung besteht aus einem X/Y- Schreiber, der den Stab balanciert, einem Messsystem mit Messrechner, das die dreidimensionale Fallbewegung des Stabes erfasst und einem Prozessrechner, der mit Hilfe eines geeigneten Regelalgorithmus die Stabregelung durchführt.

Ziel des Projektes ist es, den Prozessrechner, der für die Steuerung der Prozesse und das Abarbeiten des Regel-algorithmus zuständig ist, durch eine moderne und komfortable Mikrocontrollersteuerung zu ersetzen. Dabei soll die vorhandene Hardware und Software so ersetzt bzw. angepasst werden, dass die Regelung nach wie vor einwandfrei funktioniert und der Stab auf dem X/Y-Schreiber ausbalanciert wird. Die Vorgehensweise wurde wie folgt festgelegt:

• Aufbau und Inbetriebnahme des alten Regelsystems mit allen dafür notwendigen Komponenten
• Untersuchung und Test des vorhandenen Systems
• Auswahl einer geeigneten Mikroprozessorhardware und einer Programmieroberfläche
• Auswahl und Aufbau einer D/A Wandlerplatine
• Implementieren der Software in der neuen Programmieroberfläche
• Test des neuen Systems


TI92PLUS-Messgerät
Achim Falkenstein, Denis Rank und Stephan Winterhalder; 18.2.04
Projekt an der FHK, Fachbereich EI, Labor für Mikrocomputertechnik

Das Projekt „TI92PLUS-Messgerät“ entstand im Rahmen der Lehrveranstaltung Projekt im 7.Semester des Fachbereichs Elektro- und Informationstechnik. Das Ziel war es, den graphischen Taschenrechner TI92PLUS des Herstellers Texas Instruments zu einem einfachen Messgerät zu erweitern, mit welchem eine Messung von Gleichspannungen, -ströme und ohmsche Widerstände ermöglicht werden soll. Das Messgerät wurde als ein zusätzliches Gerät verwirklicht, welches an die Klinkenbuchse des Taschenrechners angeschlossen wird.

Mit Hilfe des Taschenrechners kann die gewünschte Messart (Spannung, Strom oder Widerstand) ausgewählt werden und an das externe Messgerät gesendet. Das Messgerät erfasst mit Hilfe geeigneter Messschaltungen die gewünschte Messgröße, welche AD gewandelt und an den Taschenrechner gesendet wird. Dieser stellt den Messwert auf dem Display dar. Das Messgerät nimmt bei Bedarf eine automatische Messbereichsumschaltung vor.

Als Mikrokontroller wurde ein 8Bit-Controller der Firma Atmel mit der Bezeichnung MEGA8 eingesetzt. Die AD-Wandlung erfolgte mit Hilfe des internen AD-Wandlers des MEGA8, welcher eine Auflösung von 10Bit besitzt.

Das Messgerät ist in der Lage die folgenden Messwerte mit einer maximalen Fehlertoleranz von kleiner 1% zu erfassen: Spannung: -100V bis +100V, Strom: -200mA bis +200mA, Widerstand: 0 bis 400kOhm.

Universal Mikrocontrollerelektronik für Steuer- und Prüfaufgaben
Thomas Münst, Thomas Sutter, Martin Winker; 24.7.2003
Projekt an der FHK, Fachbereich EI, Labor für Mikrocomputertechnik und Firma PMDM, Villingen

Für die Firma PM°DM in VS-Villingen sollte eine universell einsetzbare Mikrocontrollerelektronik für einfache Steuer- und Prüfaufgaben entwickelt werden, die auch als intelligente Erweiterung von Fertigungs- und Prüfsystemen dienen kann. Die Elektronik soll für eine schnelle und einfache Anpassung an zukünftige Aufgaben umfangreiche Möglichkeiten bei digitalen und analoge Ein- und Ausgängen bieten. Die Kommunikation mit dem Controller erfolgt per RS232 und/oder einem Bus nach RS485.

Als Mikrocontroller stand ein C509 von Infineon auf einem fertigen uC-Modul der Firma Phytec zur Verfügung. Das Modul kann flexibel mit RAM und Flash Speicher ausgestattet werden und hat für die beiden Seriellen Schnittstellen des C509 bereits Pegeltreiber für RS232 und RS485 integriert.

Zu Anfang wurden die umfangreichen Funktionen des C509 bezüglich Counter-, Interrupt-, und AD-Wandler Eingängen, sowie die Möglichkeiten PWM Signale auszugeben genau geprüft, damit möglichst alle genutzt werden konnten. Fast alle Ports des uC sind dann von uns auch mit einer entsprechenden Ein- bzw. Ausgangsbeschaltung versehen worden.

Auf der entwickelten Elektronik stehen jetzt je 16 optoentkoppelte Eingänge und Ausgänge, 12 PWM fähige Ausgänge und diverse mit Schmitt-Triggern versehene Eingänge zur Verfügung. Die Ausgänge sind teilweise mit Leistungstreibern ausgestattet, so dass entsprechende Aktoren direkt angeschlossen werden können. Die Elektronik besitz weiterhin 8 analoge Eingänge mit variabler Eingangsbeschaltung und 2 analoge Ausgänge. Zusätzlich haben wir noch einen RS232/RS485 Konverter integriert, einen optoentkoppelten Schieberegister Ausgang und ein per I2C-Bus angebundenes EEprom mit 32 kByte. Ein Display mit maximal 80 Zeichen kann ebenfalls angeschlossen werden.

Zum Abschluss wurden von uns mit Hilfe von Keil uVision2 die wichtigsten Grundfunktionen der Elektronik als C-Module programmiert. Mit den Softwaremodulen ist es möglich schnell und einfach eine Anwendungssoftware für die Elektronik zu erstellen.


 Internet Energy Counter
Artyom Somushkin, Nataly Somushkina, Vladimir Pogorilyy; 31. 5. 2003
Projekt an der FHK, Fachbereich EI, Labor für Mikrocomputertechnik

Internet Energy Counter is purposed for measuring of spent (produced) electric energy with feature of viewing measurement results from the Internet.
As the source of signal, the IEC uses pulse output of digital energy counters. The IEC can be connected to digital energy counters of the other resources (water, gas), if they have pulse output.
The IEC connects to Internet through connector RJ45. The IEC shows information from the website that is stored in the internal memory of the IEC through HTTP protocol.
The address of the website is: http://141.37.152.101. A more detailed description can be found here.

 


 Projekt CAN-Bus 
Alina Afanasyeva; 31. 8. 2002
Projekt an der FHK, Fachbereich EI, Labor für Mikrocomputertechnik

Diese Arbeit wurde im Rahmen des Projektes "Solarboot Korona" durchgeführt. Die gestellte Aufgabe lautete: Entwicklung und Test eines CAN-Messsystems für Solarboot "Korona".
Innerhalb eines solchen Messsystems stellt der Bordcomputer (BoCo) des Solarbootes ein wichtiger Bestandteil dar. Seine Aufgaben sind die Systemüberwachung, den Benutzer mit Informationen zu versorgen sowie das MPP-Tracking des Solargenerators.
Die Laborarbeit wurde mit dem Aufbau eines Muster-Modells von BoCo CAN-Messsystem abgeschlossen. In diesem Modell sind folgende Elemente verwirklicht:

  • CAN Kommunikation

  • LCD Anzeige von Daten,

  • Abfrage und Steuerung der Ausgabeeinheit (Tasten, LED)

In folgendem Bild ist der Aufbau des BoCo CAN-Messsystems dargestellt.

 


Mikrocontroller gesteuerte Tageslichtregelung
Nordin Awalluddin, Norbert Mühlberger, Markus Nübel, Felix Rager, Thorsten Rogosch, Matthias Wullich; 26. 6. 2002
Projekt an der FHK, Fachbereich EI, Labor für Mikrocomputertechnik und Firma Ökolux

 

 

 

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Auswahl von Komponenten eines Solar-/Brennstoffzellen-Bootes

Autonomer sechsbeiniger Roboter

Alarmmeldungen bei Leitsystemen über GSM

Elektronische Anzeigetafel für Judowettkämpfe

Tanzender Stab

TI92PLUS-Messgerät

Universal Mikrocontrollerelektronik für Steuer- und Prüfaufgaben

Internet Energy Counter

CAN-Bus für den Bordcomputer des Solarbootes "Korona"

Mikrocontroller gesteuerte Tageslichtregelung

Projekt Myfriend

Wireless Observer

Elektronischer Höhenmesser für das Fahrrad

Veranschaulichung des Prinzips der Magnetischen Lagerung (Schwebende Kugel)

Messkette zur Überwachung von Wellenschwingungen und Datenübertragung per CAN-Bus

Informationsterminal

Schwingende Anzeige: Visualisierung der besonderen Art
 

 

Kurzbeschreibung

RegEnBoot
Sigmund Homolya, Marin Limberger, Michael Zetzsche; 25.1.05; FH-Konstanz Fachberei EI

Das Projekt RegEnBoot wurde als Semesterarbeit in einer Gruppe von 3 Studenten aus dem Fachbereich EI, mit der Vertiefungsrichtung ET, bearbeitet. Das Ziel der Semesterarbeit war, die Komponentenauswahl für ein Schiff, welches mit einer Brennstoffzelle, Photovoltaikanlage und Akkumulatoren bestückt wird, zu treffen. Die Aufgabe des Projektes bestand somit aus:
- Kontaktaufbau zu Komponentenanbietern
Hierzu gehörte das Recherchieren in Internet und Fachliteratur nach Herstellern und Anbietern.
- Sammlung der verschieden Produkte
Dieser Aufgabenpunkt beinhaltete vor allem die Suche nach der Brennstoffzelle, dem H2- Tank, einer Photovoltaikanlage, Akkumulatoren, Motor mit Ansteuerung und dem Schiff im Ganzen.
- Komponentenauswahl
Aus der Fülle an Angeboten musste hier mit Hilfe einer Grobauswahl, deren Kriterien zuvor festgelegt wurden, gefiltert werden. Anschließend wurde mittels Entscheidungstabellen eine endgültige Auswahl getroffen.
- Energiemanagement entwerfen
Darüber hinaus erstellte das Team einige Vorschläge für ein Energiemanagement in Form von Energieflussdiagrammen. Diese zeigen den Energiefluss innerhalb des Systems.
- Simulation erstellen
Unter Matlab/ Simulink wurde eine Brennstoffzellensimulation entwickelt, mit der die technische Eigenschaften, wie z.B. Wasserstoffverbrauch und Energieangebot dargestellt werden können. Ziel war hier die weitere Verwendung in Modes, welches zur Simulation von Anlagen mit verschiedenen Energieressourcen verwendet wird.

Zu Beginn war es jedoch notwendig, dass sich jedes Gruppenmitglied in die Grundlagen der jeweiligen Komponenten einarbeitet. Dazu wurde eine zusammenfassende technische Erläuterung erstellt.


Autonomer sechsbeiniger Roboter
 Marco Arndt, Mattias Brückner, Daniel Kronenbitter; 30.6.04
Projekt an der FHK, Fachbereich EI, Labor für Mikrocomputertechnik in Zusammenarbeit mit dem Fachbereich Maschinenbau

Inhalt dieses Projektes war es, einen autonomen sechsbeinigen Roboter zu entwickeln und aufzubauen. Die Bewegung des Roboters sollte mittels eines Mikrocontrollers gesteuert wer-den. Als Ziel wurde das Ausführen einer Vorwärtsbe-wegung und die Kollisionsvermeidung mit Hindernissen festgelegt.

Um den Roboter zu bewegen waren Beine mit jeweils zwei Freiheitsgraden (auf-ab und vor-zurück) notwendig. Diese Beine werden von je zwei Modellbau-Servomotoren angetrieben. Servomotoren werden mittels pulsweitenmodulierten (PWM) Signalen angesteuert. Diese Signale werden von einem Mikrocontroller des Herstellers Atmel mit der Bezeich-nung AT-mega8 erzeugt. Das zugehörige Programm wurde in Assembler geschrieben. Es besitzt eine Hauptroutine zur Erzeugung der PWM-Signale, welche aus 13 Registern die jeweiligen Positionsdaten der Servomotoren ausliest und an den Ports die entsprechenden PWM-Signale zur Verfügung stellt. Daher kann diese Routine für jegliche Art der Bewegung verwendet werden, nicht nur zum geradeaus laufen sondern auch z.B. für Drehbewegungen.
Die Hinderniserkennung erfolgt mit Hilfe eines analogen, optischen Distanzsensors. Dieser liefert einen Spannungs-wert, der proportional zur Entfernung eines Hindernisses ist. Die Auswertung des Spannungswertes erfolgt mit Hilfe des Mikrocontrollers.
Als Spannungsversorgung dienen ein 6 x 1,2 V Akkupack mit einer Kapazität von 2000 mAh für die Servomotoren und eine 9 V Block Batterie für den Mikrocontroller und den Distanz-sensor. Die Trennung der Versorgungsspannungen wurde vorgenommen, um Funktionsstö-rungen des Controllers und des Sensors durch Spannungseinbrüche aufgrund von kurzzeitigen, hohen Lastströmen der Servomotoren zu verhindern.

Die vorgegebenen Ziele des Projektes wurden erreicht. Zusätzlich zu den Vorgaben wurde der Distanzsensor auf einem Servomotor befestigt, was ein horizontales Schwenken des Sensors erlaubt. Bei einer Hinderniserkennung werden nun rechts und links jeweils die Entfernungen gemessen und mittels Mikrocontroller die hindernisfreie Richtung bestimmt und angezeigt. Des weiteren wurde eine Spannungsüberwachung der Akkus mit Hilfe des Mikrocontrollers integriert.


Alarmmeldungen bei Leitsystemen über GSM
Matthias Müller, Jochen Seikert; 30. 6. 04
Projekt an der FHK, Fachbereich EI, Labor für Mikrocomputertechnik

Projektbeschreibung:
In automatisierten Leitsystemen werden heutzutage standardmässig Alarmmeldungen für die Sicherheitsüberwachung in Industrieanlagen eingebunden. An einer zentralen Leitstelle und im Serversystem werden diese Alarme angezeigt und gespeichert. Zur Unterscheidung der Dringlichkeit von Alarmen werden Prioritäten vergeben: So hat z.B. ein Stromausfall die Priorität 2, ein Brandalarm die Priorität 1. Bei Brandalarm muss bisher die Leitstelle die Werksfeuerwehr über Funk benachrichtigen. Es ist von grossem Vorteil, wenn zeitgleich mit der Alarmmeldung im Leitsystem auch eine SMS-Nachricht über GSM an die zuständige Person gesendet wird. Die Projekt-Aufgabe ist es, eine solche GSM-Anbindung in ein Leitsystem zu integrieren.

Projektrealisierung:
Aus einer Codesys-Steuerung können Variablen, die durch simulierte Alarmmelder ausgelöst werden, als SMS an ein Mobiltelefon übertragen werden. Ein OPC-Server bildet hierfür die Runtime und die Schnittstelle zu einem Visual-Basic-Modul. Das Visual-Basic-Modul bildet die Schnittstelle zwischen dem OPC-Server und dem GSM-Modem. Diese Simulation mittels Software-SPS kann jederzeit auf eine Hardware-SPS übertragen werden. Die Alarmmeldungen und die Settings für das GSM-Modem müssen dafür explizit in der Steuerung abgelegt werden.

Den Schemaplan finden Sie hier.


Elektronische Anzeigetafel für Judowettkämpfe
Reinhard Fink (MME);14.03.04
Projekt an der FHK, Fachbereich EI, Labor für Mikrocomputertechnik

Im Rahmen der Studienarbeit 'Elektronische Anzeigetafel für Judowettkämpfe' entstand der Prototyp für das Steuerpult. Das System besteht aus einem Steuerpult und einer Großanzeigetafel. Aus zeitlichen und finanziellen Gründen beschränkte man sich bei der Arbeit auf das Modul Steuerpult. Die modulare Konzeption der Hardware ermöglicht es eine einfache Ergänzung des Steuerpultes durch eine Großanzeige vorzunehmen. Die Hardware des Steuerpultes besteht aus einer Mikrocontroller gesteuerten 11-stelligen 7-Segment-anzeige, 29 LEDs und 29 Tasten. Die Ansteuerung der Anzeige und der Tasten erfolgt hierbei im Zeitmultiplex. Für die Ausgabe eines Zeitzeichens ist ein Audioausgang vorgesehen, an dem ein aktiver Lautsprecher angeschlossen wird.


Tanzender Stab
Andreas Bauer, Matthias Blocher, Jochen Harter; 17.2.04
Projekt an der FHK, Fachbereich EI, Labor für Mikrocomputertechnik

Im Zuge der Lehrveranstaltung “Projekt“ AI7 und NK7 wurde der Themenvorschlag „Tanzender Stab“ von Prof. Dr. Ing. Leiner im Fachgebiet Mikroprozessortechnik ausgewählt und bearbeitet. Grundlage für diesen Themenvorschlag bildete eine im Wintersemester 92/93 durchgeführte Diplomarbeit des Informatikstudenten Herrn Stefan Singer, der eine Regelung eines natürlichen instabilen Systems mittels PID- und Fuzzy- Reglers im Labor für Prozessautomati-sierung zur Projektaufgabe hatte.

Es handelt sich dabei um einen Voodoostab, der mit Hilfe einer geeigneten Technik auf einem Punkt balanciert werden soll. Der gesamte Messaufbau der Regelung besteht aus einem X/Y- Schreiber, der den Stab balanciert, einem Messsystem mit Messrechner, das die dreidimensionale Fallbewegung des Stabes erfasst und einem Prozessrechner, der mit Hilfe eines geeigneten Regelalgorithmus die Stabregelung durchführt.

Ziel des Projektes ist es, den Prozessrechner, der für die Steuerung der Prozesse und das Abarbeiten des Regel-algorithmus zuständig ist, durch eine moderne und komfortable Mikrocontrollersteuerung zu ersetzen. Dabei soll die vorhandene Hardware und Software so ersetzt bzw. angepasst werden, dass die Regelung nach wie vor einwandfrei funktioniert und der Stab auf dem X/Y-Schreiber ausbalanciert wird. Die Vorgehensweise wurde wie folgt festgelegt:

• Aufbau und Inbetriebnahme des alten Regelsystems mit allen dafür notwendigen Komponenten
• Untersuchung und Test des vorhandenen Systems
• Auswahl einer geeigneten Mikroprozessorhardware und einer Programmieroberfläche
• Auswahl und Aufbau einer D/A Wandlerplatine
• Implementieren der Software in der neuen Programmieroberfläche
• Test des neuen Systems


TI92PLUS-Messgerät
Achim Falkenstein, Denis Rank und Stephan Winterhalder; 18.2.04
Projekt an der FHK, Fachbereich EI, Labor für Mikrocomputertechnik

Das Projekt „TI92PLUS-Messgerät“ entstand im Rahmen der Lehrveranstaltung Projekt im 7.Semester des Fachbereichs Elektro- und Informationstechnik. Das Ziel war es, den graphischen Taschenrechner TI92PLUS des Herstellers Texas Instruments zu einem einfachen Messgerät zu erweitern, mit welchem eine Messung von Gleichspannungen, -ströme und ohmsche Widerstände ermöglicht werden soll. Das Messgerät wurde als ein zusätzliches Gerät verwirklicht, welches an die Klinkenbuchse des Taschenrechners angeschlossen wird.

Mit Hilfe des Taschenrechners kann die gewünschte Messart (Spannung, Strom oder Widerstand) ausgewählt werden und an das externe Messgerät gesendet. Das Messgerät erfasst mit Hilfe geeigneter Messschaltungen die gewünschte Messgröße, welche AD gewandelt und an den Taschenrechner gesendet wird. Dieser stellt den Messwert auf dem Display dar. Das Messgerät nimmt bei Bedarf eine automatische Messbereichsumschaltung vor.

Als Mikrokontroller wurde ein 8Bit-Controller der Firma Atmel mit der Bezeichnung MEGA8 eingesetzt. Die AD-Wandlung erfolgte mit Hilfe des internen AD-Wandlers des MEGA8, welcher eine Auflösung von 10Bit besitzt.

Das Messgerät ist in der Lage die folgenden Messwerte mit einer maximalen Fehlertoleranz von kleiner 1% zu erfassen: Spannung: -100V bis +100V, Strom: -200mA bis +200mA, Widerstand: 0 bis 400kOhm.

Universal Mikrocontrollerelektronik für Steuer- und Prüfaufgaben
Thomas Münst, Thomas Sutter, Martin Winker; 24.7.2003
Projekt an der FHK, Fachbereich EI, Labor für Mikrocomputertechnik und Firma PMDM, Villingen

Für die Firma PM°DM in VS-Villingen sollte eine universell einsetzbare Mikrocontrollerelektronik für einfache Steuer- und Prüfaufgaben entwickelt werden, die auch als intelligente Erweiterung von Fertigungs- und Prüfsystemen dienen kann. Die Elektronik soll für eine schnelle und einfache Anpassung an zukünftige Aufgaben umfangreiche Möglichkeiten bei digitalen und analoge Ein- und Ausgängen bieten. Die Kommunikation mit dem Controller erfolgt per RS232 und/oder einem Bus nach RS485.

Als Mikrocontroller stand ein C509 von Infineon auf einem fertigen uC-Modul der Firma Phytec zur Verfügung. Das Modul kann flexibel mit RAM und Flash Speicher ausgestattet werden und hat für die beiden Seriellen Schnittstellen des C509 bereits Pegeltreiber für RS232 und RS485 integriert.

Zu Anfang wurden die umfangreichen Funktionen des C509 bezüglich Counter-, Interrupt-, und AD-Wandler Eingängen, sowie die Möglichkeiten PWM Signale auszugeben genau geprüft, damit möglichst alle genutzt werden konnten. Fast alle Ports des uC sind dann von uns auch mit einer entsprechenden Ein- bzw. Ausgangsbeschaltung versehen worden.

Auf der entwickelten Elektronik stehen jetzt je 16 optoentkoppelte Eingänge und Ausgänge, 12 PWM fähige Ausgänge und diverse mit Schmitt-Triggern versehene Eingänge zur Verfügung. Die Ausgänge sind teilweise mit Leistungstreibern ausgestattet, so dass entsprechende Aktoren direkt angeschlossen werden können. Die Elektronik besitz weiterhin 8 analoge Eingänge mit variabler Eingangsbeschaltung und 2 analoge Ausgänge. Zusätzlich haben wir noch einen RS232/RS485 Konverter integriert, einen optoentkoppelten Schieberegister Ausgang und ein per I2C-Bus angebundenes EEprom mit 32 kByte. Ein Display mit maximal 80 Zeichen kann ebenfalls angeschlossen werden.

Zum Abschluss wurden von uns mit Hilfe von Keil uVision2 die wichtigsten Grundfunktionen der Elektronik als C-Module programmiert. Mit den Softwaremodulen ist es möglich schnell und einfach eine Anwendungssoftware für die Elektronik zu erstellen.


 Internet Energy Counter
Artyom Somushkin, Nataly Somushkina, Vladimir Pogorilyy; 31. 5. 2003
Projekt an der FHK, Fachbereich EI, Labor für Mikrocomputertechnik

Internet Energy Counter is purposed for measuring of spent (produced) electric energy with feature of viewing measurement results from the Internet.
As the source of signal, the IEC uses pulse output of digital energy counters. The IEC can be connected to digital energy counters of the other resources (water, gas), if they have pulse output.
The IEC connects to Internet through connector RJ45. The IEC shows information from the website that is stored in the internal memory of the IEC through HTTP protocol.
The address of the website is: http://141.37.152.101. A more detailed description can be found here.

 


 Projekt CAN-Bus 
Alina Afanasyeva; 31. 8. 2002
Projekt an der FHK, Fachbereich EI, Labor für Mikrocomputertechnik

Diese Arbeit wurde im Rahmen des Projektes "Solarboot Korona" durchgeführt. Die gestellte Aufgabe lautete: Entwicklung und Test eines CAN-Messsystems für Solarboot "Korona".
Innerhalb eines solchen Messsystems stellt der Bordcomputer (BoCo) des Solarbootes ein wichtiger Bestandteil dar. Seine Aufgaben sind die Systemüberwachung, den Benutzer mit Informationen zu versorgen sowie das MPP-Tracking des Solargenerators.
Die Laborarbeit wurde mit dem Aufbau eines Muster-Modells von BoCo CAN-Messsystem abgeschlossen. In diesem Modell sind folgende Elemente verwirklicht:

  • CAN Kommunikation

  • LCD Anzeige von Daten,

  • Abfrage und Steuerung der Ausgabeeinheit (Tasten, LED)

In folgendem Bild ist der Aufbau des BoCo CAN-Messsystems dargestellt.

 


Mikrocontroller gesteuerte Tageslichtregelung
Nordin Awalluddin, Norbert Mühlberger, Markus Nübel, Felix Rager, Thorsten Rogosch, Matthias Wullich; 26. 6. 2002
Projekt an der FHK, Fachbereich EI, Labor für Mikrocomputertechnik und Firma Ökolux

 


Projekt "Myfriend"
Alexander Bertsch; 4. 7. 2001
Projekt an der FHK, Fachbereich EI, Labor für Mikrocomputertechnik

Das Projekt "Myfriend" wurde im Rahmen der Veranstaltung Mikrocomputertechnik-Labor durch geführt. Myfriend ist ein Struktogramm Editor mit dem C-Programme in Form von Struktogrammen eingegeben werden können.
Die Hauptaufgabe bestand darin das Programm kennen zulernen und eine Dokumentation über die einzelnen Funktionen zu erstellen.
Zudem ist es möglich von Myfriend aus ein C-Programm zu compilieren ohne die Arbeitsumgebung zu wechseln, d. h. es kann ein Compiler eingebunden werden.
Hier für wurde der C51 Compiler von Keil benutzt, so dass er von Myfriend aus beim Compilieren automatisch aufgerufen wird.

Zu Testzwecken wurde dann ein Programm für ein Lauflicht erstellt. Dieses Programm, welches in Myfriend erstellt wurde, wurde dann mittels dScope auf einen 80517 Mikrocontroller übertragen und zur Funktion gebracht.


Wireless Observer 
Norman Balder; 4. 7. 2001
Projekt an der FHK, Fachbereich EI, Labor für Mikrocomputertechnik

Aufgabenstellung:
Im Rahmen meiner Studienarbeit im Bereich Mikrocomputertechnik konnte ein Thema frei vorgeschlagen werden. Voraussetzung war der Einsatz eines oder mehrerer µController. In Absprache mit Prof. Dr. Leiner entstand ein drahtloser Bewegungsmelder, den wir „Wireless Observer“ nannten.

Umsetzung:
Zwei Applikationen mit je einem Microchip®-µController. Funk-Anbindung über SRD-Module(869MHz),seriell mit 250 Baud. Sender-SW erzeugt zyklisches Peilsignal, liest Infrarot- Bewegungssensor aus und bereitet entsprechenden Datenframe auf. Empfänger-SW wertet Datenframes aus und lässt Peil- LED blinken bzw. leitet akustischen/optischen Alarm ein. Auswertung für mehrere Sender möglich.
Die SW für die beiden Controller entstand mit der Entwicklungs-Umgebung MPLAB®, MPASM®, geflasht wurde mit einem PicStartPlus® Development Programmer (Programmiergerät).

Weitere Infos hier und bei n_balder@web.de

Elektronischer Höhenmesser für das Fahrrad - auf Basis der Luftdruckmessung -
Christian Frey; 4.07. 2001
Projekt an der FHK, Fachbereich EI, Labor für Mikrocomputertechnik

Bei dem Projekt "elektronischer Höhenmesser" ging es um die Entwicklung und Fertigung eines kompakten Messgerätes zur Bestimmung der absoluten Höhe über dem Meeresspiegel (über Normal Null, abgekürzt mit N.N.). Die Messgröße ist der Luftdruck, der mit einem Silizium-Drucksensor erfasst, in einem Mikrokontroller ausgewertet und auf einer kleinen Anzeige ausgegeben wird.

Entstanden ist dieses Projekt aus der Idee heraus während des Fahrradfahrens im bergigen Gelände stets über die aktuelle Höhe informiert zu sein, und nach einer Fahrradtour die zurückgelegten Höhenmeter zu kennen. Die Besonderheit hierbei ist, dass in konstanten Wegintervallen der aktuelle Höhenwert in einem nicht flüchtigen Speicher (EEPROM) abgelegt wird. Über ein Schnittstellenprogramm können diese äquidistanten Höheninformationen auf einen PC gelesen werden und dort mit Hilfe einer Excel-Tabelle einem graphischen Höhenprofil dargestellt werden.
Neben der aktuellen Höhe wird auf dem zweizeiligen Display des Höhenmessers noch die Geschwindigkeit des Fahrrades angezeigt. Über verschiedene Menueebenen kann der Höhenmesser parametrisiert werden und zeigt wichtige Funktionen an. So kann der Radumfang vom Benutzer frei eingestellt werden, was sowohl zur Geschwindigkeits- als auch zur Wegstreckenberechnung notwendig ist.
Da es sich um einen Absolutdrucksensor handelt, ist die Möglichkeit gegeben den angezeigten Wert durch einen Offset zu korrigieren und somit auch wetterbedingte Luftdruckschwankungen zu korrigieren. Daneben lassen sich noch Spitzenwerte von Geschwindigkeit und Höhe abfragen und die gesamte gefahrene Wegstrecke anzeigen.

In dem Projekt wurde neben der Konzeption die gesamte Hard- und Softwareentwicklung realisiert. Hierbei wurde besonderer Wert auf eine kompakte Bauform und Batteriebetrieb wertgelegt. Als Mikrokontroller kam so ein PIC-Controller mit integriertem Analog-Digital-Wandler zu Einsatz, der auch die Ansteuerung des Displays übernimmt.

 

Veranschaulichung des Prinzips der Magnetischen Lagerung (Schwebende Kugel)
Frank Hess; 31. 1. 2001
Projekt an der FHK, Fachbereich EI, Labor für Mikrocomputertechnik

Die Arbeit gliederte sich in folgende Teilaufgaben:

  • Entwurf und Design des Modells + User-Box (CAD / Design)

  • Auslegung des Tragmagneten (Elektrotechn. Grundl.)

  • Fertigung des Modells (Fertigungstechn.)

  • Hardwareanpassung (Elektronik)

  • Regelungstechnische Analyse (Digitale Regelungstechn.)

  • Implementierung der Software (Softwareentwicklung – Assembler)

Für die Realisierung der Aufgabe wurde eine DSP-gesteuerte Leistungselektronik der Firma Levitronix verwendet. Die Elektronik besteht aus mehreren Stromkanälen (Vollbrücken) die mittels eines DSP (TMS320F240 – 16 Bit Fixpoint) über Pulsweitenmodulation geschaltet werden.

Ergebnis:

Durch den implementierten Regelalgorithmus (digitaler adaptiver Kaskadenregler) wird der Strom durch die Spule ständig derart nachgeführt daß sich die Kugel in der Schwebe hält.

Des weiteren ist es möglich den Schwebekörper in einem Bereich von 25-70mm unterhalb des Elektromagneten beliebig frei schweben zu lassen. Die Sollposition der Kugel kann wahlweise Manuell oder durch einen implementierten Automatik-Mode (automatische Auf- und Abbewegung der Kugel – Geschwindigkeit über digitales Drehpoti einstellbar) vorgegeben werden. Ebenso wird der Schwebekörper automatisch von seiner Ruheposition angehoben oder wieder abgesenkt. Durch einen Fangmodus läßt sich die Kugel auch während des Betriebes an einer beliebigen Position unterhalb des Elektromagneten von Hand einsetzen. Alle Betriebszustände werden an der User-Box eingestellt und angezeigt.

 

Messkette zur Überwachung von Wellenschwingungen und Datenübertragung per CAN-Bus
Thomas Grieser, Bernd Merkt; 31.1.2001
Projekt an der FHK, Fachbereich EI, Labor für Mikrocomputertechnik

Bei großen rotierenden Maschinen muss dieWellenschwingung überwacht werden, um Schäden frühzeitig zu erkennen und einen Ausfall der Maschine zu vermeiden. Bei solchen Online-Monitoring- Systemen werden die 50Hz- und 100Hz- Schwingung (im 50Hz-Netz) bzw. die 60Hz- und 120Hz-Schwingung (im 60Hz-Netz) der Welle überwacht.

Im Rahmen dieser Studienarbeit wurde ein solches System realisiert. Ein Sensor nimmt die Schwingungen auf, dessen Signale linearisiert und für den A/D-Wandler angepasst werden. Ein Mikroprozessor wandelt die analogen Signale in digitale Form, speichert diese zwischen und schickt sie dann über einen CAN-Controller auf einen CAN-Bus. Diese Signale werden dann über eine CAN-Karte in einen PC eingelesen und über das Programm LabVIEW grafisch dargestellt.

 

Informationsterminal
Alexander Bertsch; 22. 8. 2000
Kumatronik Industriebprodukte GmbH, Markdorf

Die Aufgabe des Projektes war ein Informationsterminal für die „World of Living“ der Fa. WeberHaus auszuarbeiten. „World of Living“ ist eine Art Ausstellung die dem Besucher die Entwicklung des Wohnens zeigt – bis zu den heutigen Fertighäusern der Fa. WeberHaus.
Der Besucher soll hier über die Terminals Informationen zu jedem Bereich der Ausstellung erhalten.
Dabei galt es mit dem Kunden zusammen eine genaue Spezifikation zu erstellen die seinen Wünschen entspricht, um dann die Machbarkeit zu überprüfen.
Für benötigte mechanische Teile wurden dann Skizzen erstellt, die ein CAD Zeichner dann umgesetzt hat. Anschließend wurden dann für sämtliche Komponenten Angebote eingeholt und die Lieferanten ausgewählt.
Außerdem wurde eine Kostenbetrachtung des Projekts durchgeführt und ein Meilensteinplan aufgestellt.

Schwingende Anzeige: Visualisierung der besonderen Art
Michael Eckert; 31. 9. 1998
Projekt an der FHK, Fachbereich EI, Labor für Mikrocomputertechnik

Laufschrift-Anzeigen findet man überall, sei es an der Börse, in Spielbanken, Automaten, Waschanlagen, Schaufenstern usw. Ihr Einsatz bietet die Möglichkeit, viel Information auf kleiner Fläche einer große Anzahl von Menschen zugänglich zu machen. Meistens besteht die Anzeigenfläche aus einer Matrix von Leuchtdioden. Schon für ein kleines Anzeigenfeld von fünf Zeichen mit einer Auflösung von 7*7 Punkten pro Zeichen benötigt man 245 Leuchtdioden. 
Zur Ansteuerung der Matrix ist ein hoher technischer Aufwand mit einer großen Anzahl an elektronischen Bauelementen notwendig, die mit zunehmender Ausgabefläche steigt. Auch nimmt die Ausfallwahrscheinlichkeit mit der Anzahl an Leuchtdioden und Bauelementen zu. Besonders bei Anzeigen, auf denen Werbebotschaften ausgegeben werden, kann der Betrachter den Ausfall nur eines LED´s schon als störend empfinden. Dies mindert die Wirksamkeit der Werbung erheblich. 

Um die Nachteile, die eine Matrixanzeige mit sich bringt zu vermeiden, bedarf es nur eines kleinen Tricks. Ab eines bestimmten Bildwiederholungsrate (ca. 10 Bilder/sec.) setzt das menschliche Gehirn die einzelnen Bewegungsabschnitte zu einer fortlaufenden Bewegung zusammen. Mit zunehmender Frequenz werden die Bewegungsabläufe fließender bis kein Übergang mehr sichtbar ist (f  > 23 Hertz). Anwendungen, die diese Trägheit ausnutzen finden sich beispielsweise im Daumen- und Drehkino, bei Film und Fernsehen. Auch bei den heute gängigen Matrixanzeigen wird jedes einzelne LED nur ca. alle 40 ms angesteuert (Multiplexverfahren). 

Eine ausführliche Beschreibung des Projekts mit Bildern findet man unter http://www.guidebox.de/