Seminar- & Ausstellungstag für die Elektronik-Entwicklung und -Anwendung. Am Samstag, 20. Oktober im Kongresszentrum Westfalenhallen Dortmund

Transkript

1 Seminar- & Ausstellungstag für die Elektronik-Entwicklung und -Anwendung Am Samstag, 20. Oktober 2012 im Kongresszentrum Westfalenhallen Dortmund Infos unter Anmeldung unter Vormittagsseminare 10:00-11:30 Uhr Elektronik steuern mit Android (AndroPod) Produktentwicklung mit Embedded Linux Transistor- Grundlagen Schaltplan- und Layout-Design mit EAGLE v6 Mittagsseminare 13:00-14:30 Uhr Halbleiter- Gassensoren FPGA für Einsteiger AVR-XMEGA- Mikrocontroller Röhrenverstärker Nachmittagsseminare 15:00-16:30 Uhr Android- Grundlagen Elektor- Strahlungsmesser Fahrzeugdiagnose mit OBD II Motorsteuerung mit ARM-Cortex- Controllern

2 VORMITTAGS (10:00-11:30 UHR) Elektronik steuern mit Android (AndroPod) Bernhard Wörndl-Aichriedler (Entwickler des AndroPod ) Der Begriff Smartphone prägte den Techniksektor in den letzten Jahren stark. Rechenleistungen, die sonst nur Koffer-großen Desktopcomputern vorbehalten waren, wurden so klein verpackt, dass sie problemlos in die Hosentasche passen. Diese kleinen Powerpakete sind ideal für den Einsatz in diversen eigenen Projekten, ob kommerziell oder nur als Hobbyprojekt. Android bietet als Betriebssystem die notwendigen Freiheiten, um mit der Leistung des Smartphones eigene Elektronik ansteuern zu können; so erhält ein einfaches und billiges Mikroprozessorboard plötzlich einen großen Touchscreen und obendrein noch Kommunikationsschnittstellen wie Wireless LAN, Bluetooth, 3G oder sogar 4G. Das alles zu einem Preis, der meist eine Eigenentwicklung eines gleichwertigen Linux- Systems um Längen schlägt. Des Weiteren ist es einfach mit dem Stand der Technik zu gehen - wenn sich zum Beispiel ein Kunde unbedingt 4G vom Produkt erwartet, tauscht man einfach das Smartphone (oder Tablet) gegen ein Exemplar mit 4G aus. Das ElektorLive!-Seminar ist als Crash-Kurs gedacht für alle, die ihr Android- Smartphone oder -Tablet als Schaltzentrale in eigenen Projekten benutzen wollen. Android + Elektronik: nette Idee, aber wie macht man das? Hardware-Anforderungen Ein Projekt vom Anfang bis zum Ende: Aktienticker Vorstellung einiger Projekte

3 VORMITTAGS (10:00-11:30 UHR) Kommerzielle Produktentwicklung mit Embedded Linux Benedikt Sauter (Entwickler des Elektor-Linux-Boards) Embedded-Linux ist immer mehr in der Welt der klassischen Mikrocontroller-Entwicklung angekommen. Dort, wo früher ein 8- oder 16-bit- Prozessor eingesetzt wurde, kann auf Grund der Preisentwicklung von leistungsfähigeren Prozessoren mittlerweile ein Embedded-Linux eingesetzt werden. Doch was bedeutet es in der Praxis, ein Produkt basierend auf all den vielen Open-Source- Anwendungen zu bauen? Muss man die eigene Anwendung dann ebenfalls unter einer freien Lizenz anbieten und verkauft man nur die Hardware? In diesem Seminar werden wir die verschiedensten Aspekte betrachten und so Licht in das Dunkel bringen. Produktentwicklung mit Embedded Linux Fallbeispiel: Produkt Heizungssteuerung Status Quo Lizenzen in einem Standard Linux Wer gibt Garantie auf die Anwendungen bzw. auf das Betriebssystem? Wie realisiere ich einen Kopierschutz? Anforderungen an Produktsicherheit, CE-Prüfungen etc. Exkurs: Open-Source Geschäftsmodelle

4 VORMITTAGS (10:00-11:30 UHR) Transistor-Grundlagen Burkhard Kainka (Entwickler und Fachbuchautor) Das Seminar behandelt die Funktion und den Einsatz von Transistoren in einfachen Grundschaltungen und Miniprojekten aus der Praxis. Mit einem oder zwei einfachen NPN-Transistoren wie z. B. dem BC547 kann man schon die unterschiedlichsten Aufgaben lösen. Praktische Versuche und Messungen sollen live durchgeführt werden. Dabei soll auch der absolute Einsteiger einen ersten Eindruck von den Möglichkeiten erhalten und eigene Fähigkeiten entwickeln, eine praktisch einsetzbare Schaltung zu entwerfen. Auch Strategien der Fehlersuche sollen nicht zu kurz kommen. Halbleiter und Sperrschichten Aufbau und Funktion des bipolaren Transistors Gesteuerter Kollektorstrom, Stromverstärkung Der Transistor als Schalter Messungen und Fehlersuche Versuche zur Darlingtonschaltung Zeitschalter Rückkopplung und Flipflops Signalverstärker

5 VORMITTAGS (10:00-11:30 UHR) Schaltplan- und Layout-Design mit EAGLE Version 6 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 die 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). Grundlagen EAGLE Control Panel Schaltplan- und Layout-Editor Bibliotheks-Editor DesignLink Bauteilinformationen online PCB Service Leiterplattenfertigung leicht gemacht Vorstellung verschiedener User-Language-Programme Berechnung von Fräskonturen Erzeugen von 3D-Daten Erzeugen von Bibliothekselementen aus BSDL-Daten

6 MITTAGS (13:00-14:30 UHR) Halbleiter-Gassensoren Eduard Schäfer (UNITRONIC, Düsseldorf) Gassensoren sind sehr leistungsfähige Bauelemente, die schnell und sicher ihre Aufgabe erfüllen. Doch gleichzeitig sind sie auch komplexe Komponenten, die oft erst mit etwas aufwändigeren Beschaltungen ihr wahres Leistungspotenzial zeigen. Die UNITRONIC-Entwickler kennen ihre Produkte nicht nur in der Theorie, sondern auch aus der Praxis und haben daher eine ganze Reihe universeller Sensormodule entwickelt, die für eine Vielzahl häufig vorkommender Überwachungsaufgaben hervorragend geeignet sind. In diesem Seminar wird u. a. eine künstliche Nase (USM-VGSA Virtuelles multifunktionales Gassensor-Array) vorgestellt, die mit nur einem einzigen herkömmlichen Metalloxidsensor eine Vielzahl von organischen und anorganischen Verbindungen, Brenngasen sowie komplexe Gemische wie Zigarettenrauch selektiv erkennt und somit eine besonders kostengünstige Erfassung und Analyse von Luftbestandteilen ermöglicht. Kurze Vorstellung der Halbleiter-Gassensoren Grundlagen SnO2-Gassensoren Katalytische Gassensoren Warum Sensormodule? UNITRONIC-Sensor-Lösungen Innovative Auswerte-Verfahren UNITRONIC-Sensormodule Künstliche Nase selektive Gasanalyse mittels eines einzigen Halbleiter-Sensors Demonstration mit USM-VGSA

7 MITTAGS (13:00-14:30 UHR) FPGA für Einsteiger Prof. Dr.-Ing. Peter Schulz Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) sind aus der modernen Digitaltechnik nicht mehr wegzudenken. Den Status als Bauelement für Prototyping oder hochpreisige Kleinserien haben sie bereits hinter sich und finden Einzug in die so genannten Consumer-Produkte. Das Kurzseminar richtet sich an FPGA-Anfänger, die sich einen Überblick über diese interessante Technologie verschaffen wollen. Ein wenig Grundlagenwissen in Hard- und Software (digitale Schaltungen, strukturierte Sprachen) sollte man mitbringen. Nach dem Seminar ist man in der Lage, die Möglichkeiten von FPGAs für das eigene Anwendungsgebiet richtig einzuschätzen. Das Seminar streift u. a. die Themengebiete Konfiguration, Hardwarebeschreibung, -simulation und -synthese, Systems on Programmable Chip und IP-Cores. FPGA Einführung in die Hardware Motivation, Vergleich PLD/CPLD/FPGA Schaltungs- und Konfigurationstechnik Herstellerüberblick Entwurfsmethodik Integrierte Entwicklungsumgebungen und Schaltplanebene VHDL, Sprachüberblick Simulation und Synthese Höhere Abstraktionsebenen IPCores und Systems on Programmable Chip Überblick Schaltungsblöcke (Soft- und Hard-IP) On-Chip-Strukturen für SoPC

8 MITTAGS (13:00-14:30 UHR) AVR-XMEGA-Mikrocontroller Andreas Riedenauer Das Seminar behandelt den aktuellen Status bei den Atmel-Mikrocontrollern mit Schwerpunkt XMEGAs samt den zugehörigen Demokits sowie die neueste Version der Entwicklungssoftware Atmel Studio 6 samt den integrierten Komponenten. Die Atmel-Controllerfamilien Welche Controllerfamilie wofür? XMEGAs näher betrachtet - AVR mit Extras - Eventsystem - DMA - ADC/DAC/AC - Hex-Kompatibilität - Safety & Security Features Die Xplained-Kits Das Atmel Studio 6 eine I.D.E. für alle Fälle Die Komponenten des Atmel Studio 6 - Editor - Assembler - C/C++ Compiler - Taktgenauer Simulator - QTouch Composer - Project Wizard - ATMEL Software Framework (ASF) - Help System/Tutorials Demo mit Xplained Kit Quizfrage & Preisverleihung

9 MITTAGS (13:00-14:30 UHR) Röhrenverstärker Rainer zur Linde (Musiker, Entwickler und Fachbuchautor) Röhren als aktive Elemente in Verstärkerschaltungen besitzen nach wie vor ihre Daseinsberechtigung dort, wo ihre speziellen Übertragungseigenschaften von besonderer Bedeutung sind: Ausgesprochene HiFi-Enthusiasten loben die peripheren Schaltungselemente entsprechend hochqualitativ ausgelegt ihre hervorragenden klanglichen Eigenschaften. Elektro-Gitarristen stehen auf dem als ausgesprochen musikalisch empfundenen Verzerrungsverhalten der Röhren, das in weiten Bereichen des Rock, Jazz und Blues unüberhörbar stilbildend gewirkt hat und noch wirkt. In diesem Seminar sollen beide Bereiche Berücksichtigung finden insofern, als bei identischer Grundfunktionsweise die dem jeweiligen Anwendungszweck entsprechenden Schaltungsdimensionierungen und -konzeptionen vergleichend gegenübergestellt werden. Dabei sollen, neben der Vermittlung theoretischer Zusammenhänge, auch praktische Beispiele für den Entwurf und die Realisierung von Röhrenverstärkern nicht fehlen. Grundsätzliches zur Funktionsweise von Trioden und Pentoden Spannungsverstärkung und Frequenzgang-Beeinflussung beim Röhrenvorverstärker Wege zur Berechnung und Dimensionierung von Röhren-Verstärkerstufen Endverstärker und ihre unterschiedlichen Konzeptionen Vergleich von professionellen HiFi- und Gitarrenverstärkern auf der Grundlage von Schaltplänen Modifikationen bei Instrumentalverstärkern Messungen an Röhrenverstärkern Eine Instrumentalverstärker-Vorstufe für den Selbstbau Vorstellung und Besprechung zweier praktischer Selbstbauprojekte: HiFi-Vorverstärker und kleine HiFi-Endstufe

10 NACHMITTAGS (15:00-16:30 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-Framework suchen.

11 NACHMITTAGS (15:00-16:30 UHR) Elektor-Strahlungsmesser Burkhard Kainka (Entwickler und Fachbuchautor) Das Seminar behandelt den Aufbau und die Messpraxis mit dem Elektor- Strahlenmesser. Insbesondere die Abschirmung gegen Licht und elektromagnetische Felder ist eine entscheidende Voraussetzung für den erfolgreichen Einsatz des Geräts. Die Messungen werden mit unterschiedlichen Fotodioden und Transistoren als Alpha- Beta- und Gamma-Sensoren durchgeführt. Der praktische Nutzen und die veränderten Eigenschaften im Vergleich zu Geigerzählern sollen erörtert werden. Außerdem werden diverse frei verfügbare Messobjekte vorgestellt. Während des Seminars sollen typische Messungen durchgeführt und ausgewertet werden. Aufbaumuster des Bausatzes Abschirmung mit Folie Einbau in lichtdichte, abgeschirmte Gehäuse Vergleich der Fotodioden BPW34 und BPX61 Verwendung alternativer Sensoren, Leistungstransistoren als Sensoren Typische Messobjekte, Alpha-, Beta- und Gammastrahlung Einsatz der PC-Software als Counter Auswertung typischer Energiespektren Messergebnisse von Langzeitmessungen an schwachen Strahlern

12 NACHMITTAGS (15:00-16:30 UHR) Einführung in die Fahrzeugdiagnose mit OBD II Florian Schäffer (Entwickler und Fachbuchautor) On-Board-Fahrzeugdiagnose gehört inzwischen genauso zum Handwerkszeug bei Arbeiten am Auto wie mechanisches Werkzeug. Fehler im Abgassystem belasten die Umwelt und werden dem Fahrer durch Aufleuchten/Blinken des Malfunction Indikator Light (MIL) angezeigt. Um jetzt die Fehlerursache schnell zu finden, braucht es nur ein OBD-II-Diagnosegerät! Entstehungsgeschichte herstellerseitige Fahrzeugdiagnose Einführung von OBD Standardisierung mit OBD II OBD II Protokolle (SAE J1850 (PWM/VPW), ISO 9141, ISO (KW 2000), ISO [CAN]) Kurzer Überblick zur Marktsituation von Diagnosegeräten OBD-II-Servicemodes inkl. praktischer Vorführung Differenzierung OBD II zu herstellerspezifischer Diagnose Demonstration von Diagnosegeräten für OBD II und herstellerspezifischer Diagnose (am Beispiel von VAG)

13 NACHMITTAGS (15:00-16:30 UHR) Motorsteuerung mit ARM-Cortex-Controllern Andreas Kohl (Senior Manager Engineering Toshiba Electronics Europe) Roland Gehrmann (Marketing Manager Toshiba Electronics Europe) Die Cortex-M3-basierte M370-Prozessorfamilie von Toshiba ist für die energieeffiziente Ansteuerung von Motoren prädestiniert. Der Hersteller hat eine Reihe von Tools entwickelt, welche die Inbetriebnahme eines neuen Motors ohne das Schreiben einer einzigen Codezeile erlaubt. Über eine auf FreeRTOS-basierte Firmware kommuniziert der Mikrocontroller wahlweise über USB oder CAN mit einem PC. Hier wiederum läuft die von Toshiba entwickelte gratis PC-Software MotorMind. In diesem Seminar wird exemplarisch die Inbetriebnahme eines neuen Motors erklärt und demonstriert: Zunächst wird das Konzept der für eine optimale Motorsteuerung entwickelten M370-Prozessorfamilie vorgestellt. Ein Hauptaugenmerk wird dabei insbesondere auf die integrierte Vector Engine (= Feldorientierte Steuerung) gelegt. Es wird dargestellt, wie dieser Regelkreis funktioniert und welche Einflussmöglichkeiten von Seiten der Software bestehen. Im nächsten Schritt wird mit Hilfe von MotorMind die Kontrolle über das angeschlossene Starterkit demonstriert. Übersicht Toshiba Cortex-Mikrocontroller für Motorsteuerung Blockdiagramm TMPM374 Einführung in die feldorientierte Steuerung (FOC bzw. VE=Vector Engine) M370-Firmware Toshiba-PC-Software MotorMind M370 Starterkit(s) Beispiel: Anschluss und Inbetriebnahme eines BLDC-Motors an das Toshiba STK, Eingabe der Motorparameter, Motorstart, Geschwindigkeit- und Drehrichtungswechsel sowie grafische Darstellung wichtiger Parameter, Fehlererkennung/-behebung mit Hilfe des µdso ElektorLive!-Tagesablauf: 09:00 Uhr 17:00 Uhr: Ausstellung 10:00 Uhr 11:30 Uhr: 1. Seminar-Runde 13:00 Uhr 14:30 Uhr: 2. Seminar-Runde 15:00 Uhr 16:30 Uhr: 3. Seminar-Runde Eintritt: 25,00 für Elektor-Abonnenten 45,00 für Nicht-Abonnenten 20,00 für Studenten/Schüler (Der Eintritt berechtigt zur Teilnahme an 2 Seminaren.) Stand: