Table of Contents. Table of Contents Mikrocomputer Field Programmable Gate Array (FPGA) Lucas Nülle GmbH Seite 1/7

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1 Table of Contents Table of Contents Mikrocomputer Field Programmable Gate Array (FPGA) Lucas Nülle GmbH Seite 1/7

2 Mikrocomputer Trainingssysteme zur Mikrocomputertechnik auf Basis von UniTrain-I Mikrocontrollern von Microchip und ARM Prozessoren von Intel (emulated) FPGA-Bausteine von Lattice Interaktive LabSoft-Kurse Integrierte Entwicklungsumgebung, modulares Baukastensystem für Experimente Lernziele: Grundlagen, Architektur, hardwarenah Programmieren, Schnittstellen Field Programmable Gate Array (FPGA) Field Programmable Gate Array (FPGA) Im Laufe der letzten Jahre ist die Leistungsfähigkeit elektronischer Systeme exponential gewachsen bei gleichzeitiger Verminderung der Schaltungsgröße. Aufgrund dieser Entwicklung ist es heutzutage möglich, selbst komplizierte und anspruchsvolle technische Funktionen in einem tragbaren Gehäuse zur Verfügung zu stellen. Den Anfang dieser "technischen Revolution" symbolisierten dabei die Standardbausteine. Da sie aber nur eine sehr begrenzte Anzahl an Funktionen bereitstellen konnten, war man für komplexere Vorhaben gezwungen, mehrere Bausteine miteinander zu verschalten. Die Lösung des Problems stellen die PLDs (Programmable Logic Device), insbesondere das FPGA dar. Mit Hilfe dieser Logikbausteine ist es möglich, komplexe Funktionen bei minimalen Schaltungsaufwand zu realisieren. Lucas Nülle GmbH Seite 2/7

3 Grundausstattung bestehend aus: Pos. Bezeichnung Bestell-Nr. Anz. 1 Kurs FPGA - Schaltungsentwurf mit VHDL SO4206-9E 1 Lieferumfang: FPGA-Board Lattice XP2 LED rot LED gelb LED grün Wechselschalter Taster 3 x 100 Ohm Widerstand 1 x 180 Ohm Widerstand 1 x 330 Ohm Widerstand CD mit dem Multimedia-Kurs "FPGA - Design und Schaltungsentwurf mit VHDL" Entwicklungsumgebung Lattice "Diamond" inklusive Synthesetool und Simulator Lerninhalte: Einführung in die programmierbare Logik Aufbau eines FPGAs Funktionsweise eines FPGAs Designflow mit VHDL Sicherer Umgang mit der Lattice-IDE Umfassende Informationen über die Lattice XP2-Familie Erstellen eigener Schaltungsentwürfe Konfigurieren eines FPGAs *Für die Aktivierung der Diamond-IDE-Lizenz ist eine Internet- Verbindung notwendig. Zusätzlich erforderlich: Pos. Bezeichnung Bestell-Nr. Anz. 2 UniTrain Interface mit virtuellen Instrumenten (Basis VI) CO4203-2A 1 Lucas Nülle GmbH Seite 3/7

4 Das UniTrain-Interface ist das zentrale Gerät des UniTrain-Systems. Es stellt die zum Experimentieren benötigten Ein- und Ausgänge, Schalter, Quellen und die Messtechnik zur Verfügung. Die Steuerung des Interface erfolgt über den angeschlossenen PC. Ausstattung Interface: Ausgänge: Eingänge: 32-Bit-Prozessor mit Messdatenspeicher USB-2.0-Schnittstelle, Datenrate 12 MBit/s WLAN-Schnittstelle 2,4 GHz, IEEE b/g/n UniTrain-Bus zum gleichzeitigen Anschluss beliebig vieler Experimenter Hochwertiges Designer-Gehäuse mit Aluminium-Standfüßen und oberflächengehärteter Plexiglas-Front Geeignet zur Aufnahme in Experimentierrahmen für DIN-A4- Lehrplatten Vorbereitet für den Anschluss von 2-mm- Sicherheitsmessleitungen Mehrfarbige LEDs zur Statusanzeige Abmessungen: 29,6 x 19 x 8,6 cm Externes Tischnetzteil mit Weitbereichseingang V, Hz, Ausgang 24 V / 5 A Gewicht (einschließl. Netzteil): 2,1 kg Einstellbarer analoger Ausgang, +/- 10 V, 0,2 A, DC 5 MHz, über BNC- und 2-mm-Buchsen Analoger Festspannungsausgang 5V, 1A (Abgriff über 2-mm- Buchse auf Experimenter CO4203-2B) 2 analoge Festspannungsausgänge +/- 15V, 1 A (Abgriff über 2-mm-Buchsen auf Experimenter CO4203-2B) 3 einstellbare analoge Ausgänge +/- 20V, 1 A, DC-150 Hz (Abgriff über 2-mm-Buchsen auf Experimenter CO4203-2B) 8 Relais 24 V DC / 1 A, davon 4 Relais auf 2-mm-Buchsen 16 Bit digitale Signalausgänge, davon 8 Bit auf 2-mm- Buchsen, TTL / CMOS, Taktfrequenz khz, Spannungsfestigkeit +/- 15 V 4 analoge Differenzverstärkereingänge mit 10 MHz Bandbreite, Spannungsfest bis 100 V, Abtastrate 100 MSample, 9 Messbereiche, Speichertiefe 4 x 8k x 10 bit, Anschlüsse: BNC- (2 Eingänge) und 2-mm-Buchsen (4 Eingänge) 2 analoge Eingänge zur Strommessung, Überstromfest bis 5 A, Abtastrate 250kSample, 2 Messbereiche, Auflösung 12 bit, Anschluss über 2-mm-Buchsen 16 Bit digitale Signaleingänge, davon 8 Bit auf 2-mm- Buchsen, Speichertiefe 16 Bit x 2k, TTL / CMOS, Abtastrate khz, Spannungsfestigkeit +/- 15 V Virtuelle Instrumente (Messgeräte und Quellen): Lucas Nülle GmbH Seite 4/7

5 2 x VI Voltmeter, 2 x VI Amperemeter: AC, DC, 9 Bereiche 100mV bis 50V, TrueRMS, AV 1 x VI 2-Kanal-Amperemeter: AC, DC, 2 Bereiche 300 ma und 3 A, TrueRMS, AV 1 x VI 2-Kanal-Voltmeter: AC, DC, 9 Bereiche 100mV bis 50V, TrueRMS, AV 1 x VI 2-/4-Kanal-Oszilloskop: Bandbreite 10MHz, 25 Zeitbereiche 100 ns/div bis 10 s/div, 9 Spannungsbereiche 20 mv/div bis 10 V/div, Trigger und Pretrigger, XY- und Xt Modus, Cursor-Funktion, Additions- und Multiplikations-Funktion für 2 Kanäle 1 x VI Stellbare Gleichspannung 0-10 V 1 x VI Funktionsgenerator: 0,5 Hz - 5MHz, 0-10 V, Sinus, Rechteck, Dreieck, 1 x VI Arbitrary Generator, 1 x VI Pulsgenerator 1 x VI 16 x Digital Out, 1 x VI 16 x Digital IN, 1 x VI 16 x Digital IN / OUT: Anzeige Binär, Hex, Dezimal und Oktal Zahlen Display 1 x VI Drehstromnetzgerät Hz, 0-14 Veff, 2 A (benötigt CO4203-2B) 1 x VI Einstellbares Gleichspannungsnetzgerät 3 x (-20 V V), 2 A (benötigt CO4203-2B) 1 x VI Drehstromnetzgerät mit zusätzlich einstellbarer Phasenverschiebung und Taktrate (benötigt CO4203-2B) 1 x VI 8 x Relais, 1 x VI Multimeter: Anzeige eines Multimeters (optional; LM2330, LM2331 oder LM2322) in LabSoft Lieferumfang: Interface Netzteil +Netzkabel USB-Kabel CD mit Basissoftware Bedienungsanleitung Systemvoraussetzungen: PC mit Windows Vista, Windows7, Windows 8, Windows 8.1, Windows 10 (32 oder 64 Bit Versionen) CD-ROM-Laufwerk zur Installation der Software USB-Schnittstelle für das Interface Lucas Nülle GmbH Seite 5/7

6 3 EloTrain Experimenter, 2mm-System SO4203-3B 1 EloTrain-Experimenter für das 2-mm-Steckbausteinsystem zum Ankoppeln an das UniTrain-I-Interface. 70 Knoten ermöglichen einen übersichtlichen Schaltungsaufbau mit hoher Packungsdichte. Der Schaltungsaufbau wird durch das Einsetzen steckbarer Bauteile zwischen Knotenpunkten realisiert. Leitende Verbindungen zwischen den Knoten werden mit 2 mm / 7,5 mm Verbindungssteckern hergestellt. Kopplung an das UniTrain-I-Interface Bereitstellung der festen und variablen Spannungen des Systems an 2-mm-Buchsen Einsetzbar mit 2-mm-Steckbausteinen 70 Knoten mit jeweils 9 x 2 mm Buchsen 7,5mm Rasterung bei 2mm Buchsen 4 Stromversorgungs-Busleitungen (+15 V,+5 V, -15 V, Masse) mit 2-mm-Buchsen Variable Drehstromversorgung Ergonomisches Arbeiten durch Pultgehäuse Kontaktbelastbarkeit: max. 10 A Abmessungen: 358 x 275 x 85 mm (BxTxH) Gewicht: 0,5 kg Lucas Nülle GmbH Seite 6/7

7 4 EloTrain Messleitungs- und Steckersatz 2mm-System, Elektrotechnik/Elektronik/Dig SO5146-1N 1 Messleitungs- und Steckersatz für 2mm Elo-Train-Systeme, bestehend aus: 10 Messleitungen 2mm, 15cm, blau 4 Messleitungen 2mm, 30cm, blau 10 Messleitungen 2mm, 15cm, gelb 4 Messleitungen 2mm, 30cm, gelb 2 Messleitungen 2mm, 45cm, schwarz 4 Messleitungen 2mm, 45cm, rot 2 Messleitungen 2mm, 45cm, blau 2 Messleitungen 2mm, 45cm, gelb 1 Adapter-Messleitung 4 auf 2mm, 50cm, schwarz 1 Adapter-Messleitung 4 auf 2mm, 50cm, rot 60 Stück Brückenstecker 2mm / 7,5mm, schwarz Kontaktdaten: max. 50V, max 10A Zusätzlich empfehlenswert: Pos. Bezeichnung Bestell-Nr. Anz. 5 UniTrain Aufbewahrungskoffer für ein Gesamtsystem CO4203-2Y 1 Alu-Profil Koffer mit Handgriff und mit Schaumstoffblock zur Aufnahme eines kompletten UniTrain-Systems Aufnahmemöglichkeit für 1 Interface, 2 Experimenter, 1 Netzteil, Kabel und Kleinmaterial Verschließbare Bügelschlösser; stabile Bügelscharniere Farbe: Alu, schwarz, Chrom Abmessungen: 610 x 480 x 100 mm Gewicht: 2,3 kg Lucas Nülle GmbH Seite 7/7