Konstruktion og programmering af DC sensorsystemer

• Læse diagrammer over analoge og digitale systemer, identificer typerne af komponenter i systemet, genkende forbindelser mellem komponenter og annotere elektriske kredsløbsdiagrammer ved hjælp af korrekte polaritetskonventioner for spændingsændring og strømretning.
• anvende Ohms og Kirchhoffs love, reducere kredsløb med modstande i serie- og parallelforbindelser, herunder anvendelse af Delta-Wye-transformationen, og anvende begreberne spændingsdelere, strømdelere, Thevenin- og Norton-modeller til at forenkle kredsløbsanalyse.
• opstille knudepunkts- og maskeligninger for passive og aktive kredsløb med både afhængige og uafhængige spændings- og strømkilder og gøre brug af supernodes og superloops, når det er nødvendigt. Anvende principper for linearitet og kildesuperposition i lineære kredsløb med flere strøm- og spændingskilder.
• Designe, konstruere og validere analoge sensorsystemer, der kombinerer sensorkredsløb og operationsforstærkerkredsløb, med argumenteret valg mellem inverterende, ikke-inverterende og summerende forstærkerkredsløb og kredsløb med offsetjustering.
• forklare de elektriske egenskaber af kondensatorer og spoler, udlede differentialligninger for kredsløb med kondensatorer og spoler og løse de resulterende differentialligninger.
• skrive programmer til at løse lineære ligningssystemer og til at beregne spændinger, strømme, modstand og effekttab i elektriske kredsløb.
• forklare og klassificere arkitekturen af ATmega 328p mikrocontrolleren, forklare og anvende on-chip delsystemerne (f.eks.: ALU, registre, timere, IO-porte, programtæller) samt redegøre for typer og anvendelser af on-chip hukommelser i ATmega 328p.
• forklare principperne for de binære og hexadecimale talsystemer og forklare den binære repræsentation af de datavariabeltyper, der er tilgængelige i standard C og Arduino C. For en given applikation begrunde den bedst egnede variabeltype og demonstrerer brugen af type casting.
• skrive programmer ved hjælp af Arduino C og standard C, med brug af betingelsesstrukturer (if, case/switch,?-: operator), loop-strukturer (for, while, do while), indbyggede og brugerdefinerede funktioner og bit-niveau operationer på registre og IO-porte.
• tilslutte eksterne komponenter til en Arduino Uno R3, og programmere denne til at udføre analog-til-digital konvertering (ADC), interface med LCD-skærme, LED’er, RGB’er, DC-motorer, trykknapper og håndtere problemer som switch-bouncing, strømbegrænsende modstande og pull-up/pull-down-modstande.
• tilslutte eksterne komponenter til en Arduino Uno R3 og på egen hånd programmere denne til at fungere som et digitalt målesystem (f.eks.: voltmeter, ohmmeter, termometer og lysmåler).
• lodde komponenter på et printkort i henhold til et kredsløbsdiagram, validere det samlede kredsløb ved hjælp af et multimeter, funktionsgenerator og oscilloskop og rette fejl i det samlede kredsløb.

Sensorteknologier: Termistorer og lysafhængige modstande.
Passive elektriske kredsløb: Ohms lov, Kirchhoffs love for elektriske kredsløb, serier og parallelle komponenter, spændingsdeler, strømdeler, knudepunktsanalyse, maskeanalyse, afhængige og uafhængige kilder, linearitet og superposition, Thevenins og Nortons ækvivalente modeller.
Aktive elektriske kredsløb: den ideelle operationsforstærker, spændingsfølger, inverterende og ikke-inverterende forstærkerkredsløb, summationsforstærkere og forstærkere med offsetjustering.
Kredsløb med kondensatorer og spoler: Strøm-spændingsforhold, udledning og løsning af differentialligninger.
Værktøjer til kredsløbsanalyse: Python, Maple eller andre værktøjer efter eget valg.
Værktøjer til kredsløbskonstruktion: Breadboard, Veroboard, foruddesignede printkort, multimeter, funktionsgeneratorer, oscilloskoper og loddeudstyr.
Digitale systemer: Arduino Uno R3-system, ATmega 328P mikrocontroller, trykknapper, LCD-skærme, LED’er, RGB LED, DC-motorer, strømbegrænsende modstande, eksterne og interne pull-up-modstande, digitalisering af lavfrekvente signaler.
Programmering i standard C: Typedeklaration, matematiske operationer, brugerdefinerede funktioner, for og while-sløjfer, if/case-blokke, bitmanipulation med Arduino C og med standard C. Aflæsning fra og skrivning til registre og IO-porte.

• 36 – 49 (man 13-17)
• 36 – 49 (tirs 8-12)
• 36 – 49 (fre 8-12)

01001.01002.02002.10060 (samtidigt). Kurset bruger kun programmeringssproget C til programmering af mikrocontrollere. Forhåndskendskab til C er ikke nødvendigt. Men anvendelsesparat erfaring med programmering (fx. Python) er essentielt.

Forelæsninger, opgaveregning, quizzer, lab-øvelser.

Dette kursus efterfølges af 22462 Konstruktion og programmering af AC sensorsystemer.
Deltagerne skal købe og medbringe deres eget Arduino Uno Starter kit. Det anbefales at købe “Elegoo – Det mest komplette startkit til UNO” flere måneder før semesterstart. En Arduino Uno R4 kan ikke bruges i kurset, da den er helt anderledes end den mikrocontroller, der bruges i forelæsninger og øvelser.

Minimum 10, Maksimum: 90.

Vær opmærksom på, at dette enkeltfagskursus har et minimumskrav til antal deltagere. Derudover er der begrænsning på antallet af studiepladser. Er der for få tilmeldinger oprettes kurset ikke. Er der for mange tilmeldinger, vil der blive trukket lod om pladserne. Du får besked om, om du har fået tildelt en studieplads senest 8 dage før kursusstart.