Spis Treści:

I. Organizacja pracowni

II. Tematy projektów 1

III. Tematy projektów 2

IV. Tematy projektów dla II Pracowni Fizycznej

I. Organizacja pracowni:

1. Pracownia jest ściśle związana z pomieszczeniami 'Pracownia Dydaktyczna - Mikroprocesory' (sala: B151)

2. Obowiązuje podział studentów na grupy (liczebność grupy zależy od ilości studentów). Na każdą grupę przypada jedno stanowisko laboratoryjne.

3. Zajęcia są skoncentrowane na działaniach praktyczno-dydaktycznych związanych z mikroprocesorami i systemami mikroprocesorowymi.

4. Na pierwszych zajęciach każda grupa otrzymuje do zaprojektowania i wykonania konkretne urządzenie mikroprocesorowe. Wykonanie projektu polega na zaprojektowaniu i zrealizowaniu strony sprzętowej i programowej. Dla każdej grupy wybrany zostanie inny projekt.

5. Praca nad stroną sprzętową obejmuje:
- poznanie konkretnego, kompletnego i działającego urządzenia opartego na mikroprocesorze
- poznanie zintegrowanego pakietu oprogramowania EDWin, służącego do projektowania układów elektronicznych
- opracowanie schematu blokowego (w programie EDwin)
- opracowanie schematu połączeń elektrycznych (w programie EDwin)
- zaprojektowanie płytki drukowanej (w programie EDwin)
- wykonanie urządzenia (lutowanie elementów na płytce drukowanej, konstrukcja mechaniczna, itd.)
- przygotowanie opisu zaprojektowanego urządzenia
- przygotowanie dokumentacji do konstruowanego urządzenia wykonanej programem EDWin

6. Praca nad stroną programową obejmuje:
- poznanie konkretnego, kompletnego i działającego urządzenia opartego na mikroprocesorze
- zapoznanie się ze środowiskiem projektowym (edytor, kompilator, debugger itd.)
- opracowanie programu sterującego pracą mikroprocesora w celu realizacji założonego działania urządzenia
- program może być napisany (do wyboru) w języku asemblera konkretnego mikroprocesora, albo w języku BASCOM (z uwzględnieniem wersji dla tego mikroprocesora)

7. Zintegrowanie pracy osób zajmujących się stroną sprzętową i programową, na poszczególnych etapach prac:

Sprzęt	Oprogramowanie
schemat blokowy	algorytm programu
schemat elektryczny	projektowanie oprogramowania
projekt płytki drukowanej
wykonanie płytki i lutowanie elementów
testowanie płytki	kompilacja projektu i zaprogramowanie mikroprocesora
wstępne uruchomienie zmontowanego urządzenia
testowanie urządzenia przy pomocy sondy logicznej, oscyloskopu i analizatora stanów logicznych
usuwanie błędów konstrukcyjnych	usuwanie błędów w oprogramowaniu

8. Wykonanie końcowej dokumentacji do skonstruowanego urządzenia:
- poprawienie i wykrycie błędów
- opis strony sprzętowej (konstrukcji elektrycznej i mechanicznej urządzenia)
- opis oprogramowania (opis algorytmu programu, kod źródłowy z komentarzami, proces kompilacji, kod wynikowy)

9. Zaliczenie tych zajęć nastąpi na podstawie:
- obecności na wszystkich zajęciach (w przypadku choroby lub innych zdarzeń losowych konieczne będzie odrobienie zajęć)
- działającego urządzenia mikroprocesorowego
- pełnej dokumentacji urządzenia

II. Tematy projektów 1:

(dla osób które chcą kontynuować projekt rozpoczęty na II roku Informatyki na przedmiocie Mikroprocesory)

1. Uniwersalny zamek szyfrowy (AVT-311)

2. Mówiący termometr (AVT-5063)

3. Programator regulatorów temperatury DS1821 (AVT-484)

4. Termometr MIN-MAX (AVT-2041)

5. Zegar z kalendarzem zasilany bateryjnie (AVT-5048)

6. Inteligentne tylne światło do roweru z sygnalizacją stopu (AVT-108)

7. Dwupunktowy termometr (AVT-2714)

8. Termometr słupkowy (AVT-???)

9. Elektroniczna wizytówka (AVT-339)

10. Timer mikroprocesorowy (AVT-3012)

11. Subminiaturowa centrala alarmowa (AVT-124)

12. Mikroprocesorowy sterownik świateł (AVT-299)

13. Programowany zegar z wyświetlaczem LCD (AVT-868)

14. Zdalnie sterowany regulator oświetlenia (AVT-089)

III. Tematy projektów 2:

Projekty trudniejsze i bardziej samodzielne

Legenda:
oznaczenia przy projekcie informują, że zawiera on elementy:

- elektroniki analogowej

- elektroniki cyfrowej

- informatyki (programowanie PC)

- mechaniki

- oprogramowanie mikrokontrolera

1. Miernik temperatury (wersja 1):
   
- z zastosowaniem mikrokontrolera
- czujnik pomiarowy DS18B20 (zakres temperatur od -55°C do +125°C, z rozdzielczością 9-12bit)
- kilka wersji interfejsu z użytkownikiem (np. linijka diodowa - słupek jak w termometrze rtęciowym, wyświetlacz LED, wyświetlacz LCD lub pobieranie temperatury przez RS232)
- dalsze propozycje rozbudowy:
    i. jeden lub więcej czujników obsługiwanych przez jeden mikrokontroler
    ii. zastosować pamięć EEPROM, wtedy kontroler może odczytywać i zapamiętywać temperaturę np. przez tydzien, co 15 minut
    iii. zapamiętywanie temperatury minimalnej / maksymalnej
    iv. drugi projekt dla informatyka programisty - program na PC do pobierania i wizualizacji temperatur na danym obszarze (z wielu czujników) w danym przedziale czasowym (dane magazynowane w pamięci EEPROM)

2. Miernik temperatury (wersja 2):
   
- z zastosowaniem mikrokontrolera i przetwornika AC
- analogowy czujnik temperatury - termopara zakres temperatur od -55°C do 1200°C
- interfejs i dalsze propozycje - jak w wersji 1

3. Miernik pojemności:
   
- zastosowanie mikrokontrolera, metoda pomiaru - pomiar czasu ładowania kondensatora
- kilka źródeł prądowych dla różnych zakresów pojemności
- wyświetlanie wartości pojemności na wyświetlaczu LED lub LCD

4. Czujnik odległości (pomoc przy parkowaniu):
   
- mikrokontroler mierzy czas pomiędzy chwilą nadania impulsu - fali dźwiękowej, i chwilą otrzymania tej samej fali odbitej od przeszkody (zbudowany w oparciu o nadajnik i odbiornik ultradźwiękowy)
- do pomiaru jak najmniejszych odległości
- interfejs użytkownika - linijka diodowa, LED, LCD, RS232
- opcjonalnie :
    i. więcej czujników obsługiwanych przez mikrokontroler
    ii. zaprogramowanie minimalnej odległości (uaktywnia się brzęczyk)

5. Czujnik rezystancji (ludzkiej skóry, ziemi w doniczce):
   
- mikrokontroler pracuje m.in. jako miernik częstotliwości uzależnionej od rezystancji (generator zbudowany na układzie 555)
- jeśli pomiar rezystancji skóry, to bateryjne zasilanie czujnika i zastosowanie transoptora
- odczyt rezystancji na linijce diodowej, LED, LCD lub RS232
- w przypadku pomiaru rezystancji skóry można wykonać prosty wykrywacz kłamstw
- jeśli zastosowany będzie RS232 to istnieje możliwość połączenia z drugim projektem informatycznym - programem do wizualizacji zmian w czasie

6. Sterownik zespołu serwonapędów (ramię robota):
   
- serwonapędy sterowane mikrokontrolerem (PWM)
- kilka stopni skomplikowania projektu:
    i. najprostszy - sterowanie serwami za pomocą przycisków obsługiwanych przez mikrokontroler (po 2 przyciski na serwo)
    ii. trudniejszy - dopisać możliwość programowania ramienia, tzn. zapamiętywania np. kolejnych 10 położeń ramienia
    iii. trudniejszy - dochodzi część informatyczna na PC, a w zasadzie drugi projekt informatyczny, komunikacja mikrokontrolera z PC odbywa się z zastosowaniem RS232, proste sterowanie serwami w czasie rzeczywistym (np. wychylenie serwa uzależnione jest od położenia suwaka albo innego elementu wizualnego na ekranie)
    iv. najtrudniejszy - złożone oprogramowanie ramienia, zapamiętywanie skomplikowanych ruchów, np. przelewanie wody ze szklanki do szklanki, imitacja wkręcania śruby, jeszcze trudniej - rysowanie (plotowanie) ramieniem w czasie rzeczywistym (ramię podąża za ruchami kursora), albo rysowanie zaprojektowanych rysunków - kształtów
- mechanika - elementy konstrukcji do wykonania z pleksi

IV. Tematy projektów dla II Pracowni Fizycznej:

Projekty trudniejsze i bardziej samodzielne

1. Komputerowa akwizycja danych w ćwiczeniu Franck-Hertz

2. Analiza Fourierowska sygnału akustycznego