USB-FM-Radio. Georg Öllinger IT-HTL Ybbs/Donau. ForschungsScheck. Datum der Berichtslegung:

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1 USB-FM-Radio Georg Öllinger IT-HTL Ybbs/Donau ForschungsScheck Datum der Berichtslegung: Webseite, auf der Bericht zusätzlich veröffentlicht wird: Seite 1

2 1 Inhaltliche Beschreibung des Projektes Beschreiben Sie an dieser Stelle bitte kurz den Projektverlauf! Fragen, die Ihnen dabei helfen könnten: Wer war beteiligt? Was haben wir gemacht? Warum haben wir es gemacht? Was waren die Highlights? Ein USB-FM-Radio ist ein kleines Radio, welches über einen USB Port an den Computer angeschlossen werden kann. Dieses Radio sieht dann einem gewöhnlichen USB-Stick ähnlich. Die Wiedergabe der Audioinformationen und die Sendefrequenzauswahl erfolgt schließlich über den Laptop oder über den PC. Die Projektgruppe teilte sich in zwei Hauptgruppen auf: Eine Gruppe entwickelte einen Schaltplan und versuchte das Boardlayout so klein und kompakt wie möglich zu halten. Die zweite Gruppe erstellte inzwischen grafische Oberflächen für die Bedienung des Radios für die Betriebssysteme Windows und Linux. Die Quellcodes wurden in der Programmiersprache C++ verfasst, die Bedienungsoberflächen davor in einem Bildbearbeitungsprogramm entworfen. Während unserer Arbeit wurden wir vom Halbleiterhersteller Silicon Labs unterstützt. Die Firmenniederlassungen in Deutschland und in den USA haben uns mit ihrem Fachwissen, mit einem Referenzdesign und mit Mikrokontrollern und Programmiergeräten stets weitergeholfen. Besonders bedanken wollen wir uns bei Klaus Buchenberg, Uwe Hirsch und Evan C. Schulz. Unsere Schaltungsentwürfe wurden zunächst vom Elektor-Leiterplattenservice gefertigt. Später wurden in unserer HTL Ybbs eigene doppelseitige durchkontaktierte Leiterplatten selbst hergestellt und die Montage der SMD-Bauteile in Eigenregie durchgeführt. Beteiligte Personen: Klasse 3AHITN bzw. eine Projektgruppe der 4AHITN (2009/2010) DI Stefan Zauner (Betreuer) Seite 2

3 2 Was nehmen wir für zukünftige Projekte mit? Reflektieren Sie an dieser Stelle bitte noch einmal den Projektverlauf! Was wurde mit dem Projekt bei den SchülerInnen erreicht? Was hat gut funktioniert? Was hat nicht so gut funktioniert? Für uns Schülerinnen und Schüler war dieses Projekt eine tolle Erfahrung, da wir aktiv miterlebten, wie ein Produkt entsteht und wie die Erzeugung dieses Produkts umgesetzt wird. Die Aufteilung in zwei Gruppen, die zwei verschiedene Teilbereiche realisierten, funktionierte gut. Die spätere Zusammenfügung der beiden Teilelemente geschah ohne nennenswerte Probleme. Eine Herausforderung stellte das Programmieren des Mikrocontrollers dar. Auf alle Fälle war der Ablauf vom Programmieren in C++ über das Kompilieren, Linken und Flashen des Chips in dieser Komplexität eine große Herausforderung. Probleme gab es mit dem Löten der SMD-Bauteile. Da die Bauteile extrem klein sind, ist es sehr schwierig, diese mit freier Hand und Pinzetten an die richtigen Positionen zu bringen und anschließend zu verlöten. Speziell stellte der Mikrocontroller ein Problem dar, da er nicht per Hand auf die Platine gelötet werden konnte und somit in den Reflow-Ofen musste. Wie wir bereits vermutet hatten, konnte der Mikrocontroller dort der über 200 C herrschenden Hitze dreißig Sekunden lang nicht standhalten; und damit wurden mehrere Prototypen funktionsuntüchtig. Weiters gab es Probleme mit der Kleinheit der verwendeten Mikrocontroller-Pinabstände, die uns an die Grenzen des für uns technisch noch Beherrschbaren geführt haben. Schließlich konnte ein Prototyp gefertigt werden, der sich in Linux erfolgreich anmelden konnte. Derzeit gibt es allerdings noch Probleme, die Schaltung aufgrund der geringen Abmessungen funktionstüchtig für SchülerInnen reproduzieren zu können. Seite 3

4 3 Thematische Positionierung des Projektes Für das Erstellen einer Projektdatenbank mit innovativen Unterrichtsprojekten im Bereich Naturwissenschaft und Technik bitten wir Sie, Ihr Projekt thematisch folgenden Bereichen zuzuordnen (Mehrfachnennungen möglich; bitte Kästchen einfach durch ein x ersetzen): x Fächerübergreifender Unterricht x Schulstufen- oder schulübergreifender Unterricht Einbeziehen außerschulischer Lernorte (z.b. Museen) in den Unterricht aktive Zusammenarbeit mit Forschungseinrichtung (FH, UNI, ) x aktive Zusammenarbeit mit Unternehmen x Anwendungsorientiertes Thema x Selbstständiges Experimentieren, Forschen, Entdecken x Selbstständiges Problemlösen und wissenschaftliches Argumentieren x Konkrete Maßnahmen zur Mädchenförderung im naturwissenschaftlich-technischen Bereich: Wenn ja, welche (bitte kurz beschreiben): Die beteiligten Mädchen werden das fertige Produkt im nächsten Schuljahr an den Tagen und Abenden der offenen Tür vorstellen. Seite 4

5 4 Anhang Abb. 1: Hier sehen Sie den zuletzt gefertigten Prototypen. Abb. 2: Design der Bedienungsoberfläche im Autoradio-Design unter Windows. Entwurf: Martin Langhammer Abb. 3: Design der Bedienungsoberfläche als ipod unter Windows. Entwurf: Oliver Eigner Seite 5

6 Abb. 4: Erfolgreiches Anmelden des Radios unter Linux. Abb. 5: Notwendige Einstellungen des Mikrocontroller-Programmers unter Windows. Seite 6