Seminar- & Ausstellungstag für die Elektronik-Entwicklung und -Anwendung. Am Samstag, 12. Oktober im Congress Park Hanau

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1 Seminar- & Ausstellungstag für die Elektronik-Entwicklung und -Anwendung Am Samstag, 12. Oktober 2013 im Congress Park Hanau Infos unter Anmeldung unter Vormittagsseminare 09:30-11:30 Uhr Android- Grundlagen LabVIEW für den Praktiker Rapid SMD-Prototyping Röhrenverstärker Mittagsseminare 12:30-14:00 Uhr AVR- Mikrocontroller Schaltplan- und Layout-Design mit EAGLE v6 LPKF ProConduct Raspberry Pi- Grundlagen Sensoren ans Internet Nachmittagsseminare 15:00-16:30 Uhr Arduino- Praxisprojekte ARM Cortex-M0- Mikrocontroller FPGA- Erweiterungsboard Anwendungen mit Raspberry Pi und Elektor-Linux-Board

2 VORMITTAGS (09:30-11:30 UHR) Android-Grundlagen Stefan Schwark (Entwickler und Fachbuchautor) Das Android Framework ist mittlerweile ein weit verbreitetes System, das auf vielen Geräten wie Smartphones und Tablet-Computern eingesetzt wird. Unmengen von verschiedenen Applikationen sind für dieses System verfügbar. Die eigene App zu schreiben ist ein interessantes Ziel, das auch recht einfach zu realisieren ist. Dank frei zugänglicher Software und Entwicklungsumgebung ist es kein Problem, mit dem Schreiben eines eigenen Android-Programms zu beginnen. Im Rahmen dieses Seminars werden die Grundlagen der Programmierung eigener Android-Applikationen dargestellt. Anhand von kurzen Programmen wird der Umgang mit der Entwicklungsumgebung Eclipse und dem Android SDK erklärt. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf Android-Apps, die einfache Funktionen ausführen und so auch für den Anfänger nachvollziehbar sind. Dabei handelt es sich um Rechenprogramme, Applikationen, welche die Hardware des Android-Gerätes abfragen, bis hin zu Programmen für die Kommunikation über das Internet. Die Entwicklungsumgebung für Android-Apps: Installation und Umgang mit der Entwicklungsumgebung und dem Android SDK. Erstellen eines einfachen Android-Programms: Programmierung einer ersten Android-App und die Erstellung der dazugehörigen Dateien. Applikationen mit Auswahlmenüs: Apps mit Auswahlmöglichkeiten für verschiedene Funktionen Hardware Zugriff unter Android: Die Abfrage der Sensoren von Android-Geräten GPS-Daten: Applikationen mit Funktion zum Lesen von Daten zur Positionsbestimmung mittels GPS Kommunikation über Netzwerk und Internet: Android-Applikationen für den Zugriff auf Webseiten und andere Netzdienste. Vorkenntnisse in der Programmierung mit Java sind vorteilhaft, aber nicht zwingend erforderlich. Das Seminar richtet sich an Programmieranfänger und Fortgeschrittene die einen Einstieg in die Programmierung des Android-Frameworks suchen.

3 VORMITTAGS (09:30-11:30 UHR) LabVIEW für den Praktiker Prof. Dr.-Ing. Bernd vom Berg (TFH Georg Agricola zu Bochum) Peter Groppe (TFH Georg Agricola zu Bochum) Nach einer kurzen Einführung in den Aufbau und in die Struktur von LabVIEW wird zunächst erläutert, wie man grundlegend LabVIEW- Programme, so genannte Virtuelle Instrumente (VIs), erstellt und damit arbeitet. Danach wird anhand eines praktischen Beispiels demonstriert, wie einfach eine ansprechende grafische Benutzeroberfläche zur Messwerterfassung, -verarbeitung und -darstellung entworfen und benutzt werden kann. Zu Grunde gelegt wird dabei ein 8051er-Mikrocontrollersystem, das seriell über die COM-Schnittstelle bzw. über eine USB-Schnittstelle Temperaturmessdaten an einen PC/Laptop sendet. Dort werden die Messdaten dann vom zuvor entwickelten LabVIEW-VI empfangen, aufbereitet und numerisch/grafisch dargestellt. Zum Abschluss wird noch gezeigt, wie man ein LabVIEW-VI einfach über das Internet bedienen kann. Da alle Informationen offen gelegt werden, ist ein Transfer der gesamten Applikation auf andere Mikrocontrollersysteme (AVR, PIC, ARM, Arduino, Raspberry Pi, E-blocks etc.) in Verbindung mit LabVIEW sehr einfach möglich Inhalt: Einstieg in LabVIEW Das Frontpanel und das Blockdiagramm Anzeige- und Bedienelemente Datentypen, Funktionen und Strukturen Einige Beispiele Die seriellen VISA-Funktionen zur Datenkommunikation Empfang und Auswertung der Messdaten Numerische/grafische Darstellung der Messdaten

4 VORMITTAGS (09:30-11:30 UHR) Rapid SMD-Prototyping mit PCB-POOL und TARGET 3001! Gernot Seeger (PCB-POOL) Harald Friedrich (TARGET 3001!) Nach der ersten Idee für ein Elektronikprojekt wird sehr oft die endgültige Schaltung auf einem Steckbrett entwickelt und getestet. Das Ergebnis ist in der Regel eine funktionierende Schaltung. Auch die eventuell notwendige Software lässt sich hier schon testen. Wie kommt der Entwickler jetzt (schnellstmöglich) zu einem professionellen Prototyp? Es fehlen Schaltplan, Leiterplatte, SMD-Schablone, Bauteile, Frontplatte, 3D-Modell, Gehäuse, und das notwendige Werkzeug. Wir zeigen an einem konkreten Beispiel alle erforderlichen Schritte. Als Projekt dient die Schaltung eines zufallsgesteuerten LED-Würfels. Zuerst entsteht der Schaltplan, danach folgen Leiterplattenlayout und Frontplattendesign, alles mit TARGET 3001! Außerdem werden 3D-Daten (STL-Format) erzeugt zur Bestellung eines gedruckten 3D-Prototyps, um Kollisionen bei der Montage der Leiterplatte in ein Gehäuse zu vermeiden. Nach der Beschaffung des Materials geht es an den Aufbau. Sie erhalten eine Einführung in das Bestücken und Löten von SMD-Bauteilen für Prototypen und Kleinserien mit einfachen Mitteln.

5 VORMITTAGS (09:30-11:30 UHR) Röhrenverstärker Menno van der Veen (Entwickler und Fachbuchautor) Wie entwirft man einen kompletten Röhrenverstärker mit nur einem aktiven verstärkenden Element pro Kanal? Das war die Wettbewerbsaufgabe des European Triode Festivals, das 2012 in Berlin stattfand. Röhren-Koryphäe Menno van der Veen bespricht seine sorgfältig ausgearbeiteten Entwürfe nun in diesem Seminar. Van der Veen geht dabei auf häufig auftretende Probleme bei Röhren und Trafos ein. Wie viel Ausgangsleistung kann man erwarten? Wie kann man Verzerrungen, die durch den Ausgangstrafo entstehen, minimieren? Wie findet man den besten Kompromiss zwischen maximaler Leistung und der Lebensdauer bei minimalen Verzerrungen? Ist Feedback nötig und warum? Dieses Seminar gibt eine verkürzte, jedoch komplette Übersicht des einjährigen TubeSociety -Kurses wieder. Der Entwicklungsprozess aller Entwürfe wird Schritt für Schritt beschrieben und führt geradlinig zum angestrebten Ziel. Allen Liebhabern und Entwicklern des puristischen Röhrenklangs bietet dieses Seminar eine ideale Ausgangsbasis für ein tiefgehendes technisches Verständnis. Inhalt: Wahl des Verstärkers: SE oder PP? Röhreneinstellungen Eingangstransformator Ausgangstransformator und Kathoden-Kondensator Stromversorgung Gegenkopplung Eigenschaften der endgültigen Schaltung Abrundende Überlegungen Hören & messen

6 MITTAGS (12:30-14:00 UHR) AVR-Mikrocontroller Andreas Riedenauer (Ineltek) In diesem Seminar wird die AVR-Familie von Atmel mit Ihren neuesten Mitgliedern vorgestellt, dazu die aktuellen Software- und Hardware-Tools. Neulinge hören einiges über mögliche Stolperfallen beim Schaltungsdesign mit Mikrocontrollern, aber auch gestandene Entwickler werden die eine oder andere Erfahrung aus der FAE-Praxis des Vortragenden gerne mitnehmen. Obwohl die AVR- Controller im Mittelpunkt stehen sind zahlreiche Tipps ganz allgemein gültig. Demos und ein Quiz, bei dem es auch einige kleine Preise zu gewinnen gibt, runden die Veranstaltung ab. Inhalt: Warum gerade die? Die AVR-Familie kurz vorgestellt. Neue Bausteine. Neue Features. Die Spezialisten: AVRs mit Sonderausstattung. A-Note für A-Typen Randgebiete: Die Peripherie. 42: die Antwort auf mehr als eine Frage. Hardware-Design. 13 Jahre FAE und ein bisschen weiser. Tipps und Stolperfallen. Gut versteckt im Datenblatt. Rechenleistung statt elektrischer Leistung. Doppelte Sicherheit Security und Safety. Touch me kapazitiv. Werkzeugkasten: Was brauche ich für den Start? Was jetzt Assembler oder C? Wir fangen an: ein erstes Projekt mit Studio 6 Wieso Entwanzen? Wie geht s weiter? Quiz mit Preisverleihung

7 MITTAGS (12:30-14:00 UHR) Schaltplan- und Layout-Design mit EAGLE v6 Richard Hammerl (Cadsoft) Der Name EAGLE ist ein Akronym und steht für Einfach Anzuwendender Graphischer Layout Editor. EAGLE ist eine leistungsfähige und flexible PCB Design- Software, die über dieselben Kernfunktionen wie andere wesentlich teurere CAD- Programme verfügt. EAGLE vereint die Module Schaltplan-Editor, Layout-Editor und Autorouter auf einer einzigen Oberfläche und zeichnet sich besonders durch Benutzerfreundlichkeit, schnelle Erlernbarkeit und Flexibilität aus. Die Software ist verfügbar für Linux, Mac und Windows und erlaubt Funktionserweiterungen wie Simulation, Datenimport und -export sowie die Definition von Befehlsabfolgen durch User-Language-Programme (ULPs). Inhalt: EAGLE Control Panel Schaltplan- und Layout-Editor Bibliotheks-Editor DesignLink: Bauteilinformationen online PCB Service: Leiterplattenfertigung leicht gemacht Schnittstelle zu LTSpice

8 MITTAGS (12:30-14:00 UHR) LPKF ProConduct Alternative Verfahren für viele Durchkontaktierungen ohne Chemie Lars Führmann (LPKF) Thorne Lietz (LPKF) Das Seminar erklärt Wirkungsweise und Anwendung dieser noch relativ unbekannten Technologie. Dabei wird nicht nur Theorie vermittelt, sondern man erlebt live anhand einer praktischen Vorführung die Anwendung dieses Verfahrens. Alle Teilnehmer dieses Seminar erhalten ein kostenloses Test-Set zur eigenen Erprobung. Seminar Programm: Wir stellen in der Veranstaltung unsere Lösungen zum Thema Inhouse- PCB-Prototyping vor. Der Schwerpunkt liegt im Seminar, entsprechend dem Seminartitel, bei ProConduct. Wir zeigen in der Ausstellung die Einstiegsprodukte: LPKF ProtoMat E33 LPKF ProtoFlow E LPKF ProtoPrint E LPKF ProtoPlace E Beim Seminar führen wir ProConduct live vor und erklären die technischen Grundlagen. Zum Ende des Seminars verteilen wir Test-Sets und Muster zum Selbstausprobieren für die Teilnehmer.

9 MITTAGS (12:30-14:00 UHR) Raspberry Pi-Grundlagen Nico Maas (Universität Trier) Der Raspberry Pi-Computer hat in kürzester Zeit die Herzen von Elektronikfans in der ganzen Welt erobert. Doch wo liegen die Möglichkeiten, Stärken und Grenzen des 40-Euro-Rechners? Wie kann ich den Raspberry Pi in eigenen Projekten einsetzen bzw. wo liegen die Vorteile gegenüber traditionellen Mikrocontroller Anwendungen? Diese und weitere Fragen werden in dem Seminar beantwortet. Inhalt: Vorstellung des Raspberry Pi, der dahinterstehenden Philosophie und der verschiedenen Modelle Eine Auswahl von verschiedenen Raspberry Pi-Projekten als Beispiel Grundlagen/Installation, erste Inbetriebnahme und Konfiguration Verwenden des Raspberry Pi und seiner GPIOs (Eingänge/Ausgänge/I²C)

10 MITTAGS (12:30-14:00 UHR) Sensoren ans Internet WIZnet Hardware TCP/IP Joachim Wülbeck (WIZnet) Blick hinter die Kulissen: Wie funktioniert die TCP/IP-Engine im WIZnet-Chip? Kurze Produktübersicht und Neuigkeiten Einführung in den Treiber und ein paar Beispielapplikationen auf 8051, Arduino und 32-Bit Cortex M3 MCU Einführung in die WIZnet TCP/IP-Engine und Core-Technologie Einführung in die Ansteuerung mit Blick in die Register, Treiber und C- Source Codes. WIZnet ist ein privater, 1998 in Korea gegründeter, fabrikloser Halbleiterhersteller. Das Hauptprodukt ist eine Familie von Ethernet-Chips mit Hardwired TCP/IP Stack. Darüber hinaus gibt eine Vielzahl von Plug-In und Applikations-Modulen. Hauptmarkt für die imcu und TOE-Chips sind embedded Internet-Geräte für eine Vielzahl von Anwendungen z. B. als Gateway und für das Internet-der-Dinge und Embedded-Cloud-Anwendungen.

11 NACHMITTAGS (15:00-16:30 UHR) Arduino-Praxisprojekte Mit Open-Source-Hard- und Software Dr. Günter Spanner (Entwickler und Fachbuchautor) In diesem Seminar wird die Arduino-Plattform einschließlich des neuen Arduino Micro vorgestellt. Im Anschluss an eine kurze Einführung in die Hardware wird auf die Open-Source-Programmierumgebung und die Erstellung von C-Programmen eingegangen. Ausführlich erläutert wird, wie man Arduino-Projekte entwickelt, auch mit eigener Hardware. Den Abschluss des Seminars bildet die Vorstellung von einigen interessanten Eigenbaugeräten wie etwa einem Präsentationstimer oder einem Ultraschall- Abstandsmessgerät. Inhalt: Einführung: Arduino Boardvarianten und ihre Eigenschaften Die Arduino-Plattform und aktuelle HW-Entwicklungen Arduino-Varianten: Pro und Contra Die Open-Source-Programmieroberfläche Programmierpraxis die IDE und ihre Anwendung Die Beispielprogramme der IDE Erstellung eigener Programme Programmbibliotheken Projektentwicklung Hardware-Erweiterungen und Schnittstellen (USB, RS232, I²C) Arduino im Eigenbau Projekte und Komplettgeräte Nützlich und Praktisch Arduino-basierte Projekte und Komplettgeräte im Eigenbau LED-Lichteffekt Kirmess Präsentationstimer Formel-I-Zahnputzuhr Ultraschalldistanzmesser Universalzeitschalter mit LCD-Display

12 NACHMITTAGS (15:00-16:30 UHR) Einstieg in die Cortex-M0-Familie Am Beispiel des XMC1100 Stefan Grohmann (Hitex Development Tools) ARM Cortex-Controller sind mittlerweile die am stärksten verbreitete Plattform für Applikationen im Embedded-Markt. Dabei stehen für High-End-Geräte die Cortex-A-Familie mit Derivaten wie dem Cortex-A9 für Linux und anderen komplexen Betriebssystemen zur Verfügung. Die Masse der Controller aber arbeitet im Verborgenen, wo der Preis wichtig und die speziellen Features der Chips ausschlaggebend für die funktionelle Auswahl sind. Zu diesen kleinen Helferlein zählt die Cortex-M-Familie mit den Mitgliedern M4, M3 und M0. Bei einfachen Anwendungen, bei denen der Fokus auf der in sich abgeschlossenen Aufgabenstellung liegt, können die M0-Controller die Preis/Leistungs-Karte ausspielen. Die Nutzung der Kapazität eines 32-Bit-Controllers mit ausreichendem Speicher als Ersatz für einen 8-Bit-Controller wäre oft sinnvoll und wünschenswert, wenn nicht dem Wechsel der Plattform ein gewisser Einarbeitungsaufwand sowie die Investitionen in Werkzeuge als Hindernis im Wege stünden. Dem kann entgegengehalten werden, dass die Cortex-M-Serien auf einem gemeinsamen Konzept basieren und dass der Einstieg in eine der Serien gleichzeitig den Einstieg in die ganze Cortex-Familie bedeutet. Viele verschiedene Anbieter gestalten viele individuelle Familienmitglieder, was zu einer enormen Auswahl an Mikrocontrollern führt. Für jede Applikation kann also ein optimaler Chip ausgewählt werden. Der Umstieg von Cortex zu Cortex ist dann ein Leichtes. Das Seminar bietet einen Einstieg in die Cortex-M0-Familie anhand der XMC1000- Controller von Infineon. Gleichzeitig werden die Gemeinsamkeiten und Unterschiede zu den weiteren Cortex-Familien aufgezeigt. Anhand eines einfachen Beispiels wird die Programmierung der Grundfunktionen erläutert. Vorkenntnisse: Neugier und Lust eine neue CPU-Architektur zu erkunden Zielgruppe: Alle, die mit reduzierten Ressourcen ein Projekt realisieren wollen Hardware/Software: Infineon stellt XMC1100-Boot-Kits for Arduino kostenfrei zur Verfügung. Dazu gibt es die kostenlose und unbeschränkte Entwicklungsumgebung Dave3. Bild: XMC1100-Boot-Kit

13 NACHMITTAGS (15:00-16:30 UHR) Entwicklung und Betrieb eines FPGA-Erweiterungsboards Prof. Dr. Thomas Fuhrmann (Hochschule Regensburg) Für das Elektor-FPGA-Board wird eine Peripherieplatine vorgestellt, welche im Rahmen eines studentischen Projektes im Bachelorstudiengang Elektro- und Informationstechnik an der Hochschule Regensburg entwickelt wurde. Zu Beginn geht es um grundlegende Überlegungen. Die gewählten Peripheriebaugruppen werden beschrieben im Hinblick auf die gewünschte Funktionsweise und die deshalb gewählten Bauteile. Schaltplan und Layout der Platine werden erklärt. Nach einer kurzen Vorstellung der VHDL-Prinzipien wird die Ansteuerung der Baugruppen mit dem FPGA erläutert. Es werden Beispiele für VHDL-Beschreibungen der Peripheriebaugruppen vorgestellt. Eigene Projekte mit dem FPGA-Board werden so um einiges erleichtert. Inhalt: Motivation und grundlegende Überlegungen zur Entwicklung des Boards Erklärung der gewählten Baugruppen Taster und Display A/D-Wandler Sensoren GPS-Modul Zusätzliche Erweiterungsmöglichkeiten Beschreibung von Gesamtschaltung und Layout Kurze Einführung in VHDL zur Beschreibung von FPGAs Beispiele für die Ansteuerung der Baugruppen mit VHDL Zusammenfassung und Weiterentwicklungsmöglichkeiten

14 NACHMITTAGS (15:00-16:30 UHR) Anwendungen mit Raspberry Pi und dem Elektor-Linux-Board Benedikt Sauter (Entwickler des Elektor-Linux-Boards) Die Zeit, in der Linux ausschließlich auf dem Desktop-PC, im Rechenzentrum oder in kommerziellen Geräten genutzt wurde ist vorbei. Der Einsatz von Linux ist inzwischen auch dort einfach geworden, wo bisher typischerweise 8-bit-Mikrocontroller und Hardware wie Arduino & Co. zum Einsatz kamen. Das Team von embedded projects hat mit vielen Helfern aus der Community Erweiterungsboards und passende Software entwickelt, um den Raspberry Pi, das BeagleBlack Bone-Board und das Gnublin/Elektor-Linux-Board in eigenen Projekten einsetzen zu können. Hierzu gehören Tools für schnelle Tests und eine freie C/C++ API, mit der man einfach und schnell zu eigenen Programmen kommt. In dem Seminar wird das Open-Source-Projekt vorgestellt. In einem ausführlichen Praxisteil wird gezeigt, wie man eigene Projekte umsetzen kann. ElektorLive!-Tagesablauf: 09:00 Uhr 17:00 Uhr: Ausstellung 09:30 Uhr 11:30 Uhr: 1. Seminar-Runde 12:30 Uhr 14:00 Uhr: 2. Seminar-Runde 15:00 Uhr 16:30 Uhr: 3. Seminar-Runde Eintritt: 29,50 für Elektor-Abomitglieder 49,50 für Nicht-Mitglieder 19,50 für Studenten/Schüler (Der Eintritt berechtigt zur Teilnahme an 2 Seminaren.) Stand:

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