Table of Contents. Table of Contents Mikrocomputer UniTrain-Kurse Digitaltechnik. Lucas Nülle GmbH Seite 1/11

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1 Table of Contents Table of Contents Mikrocomputer UniTrain-Kurse Digitaltechnik Lucas Nülle GmbH Seite 1/11

2 Mikrocomputer Trainingssysteme zur Mikrocomputertechnik auf Basis von UniTrain 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 UniTrain-Kurse Digitaltechnik UniTrain-Kurse Digitaltechnik UniTrain-Multimediakurse Digitaltechnik vermitteln in vorbereiteten Experimenten die Bool'sche Algebra mit den logischen Grundelementen. Sequentielle Schaltungen mit ihren Basiselementen, den Flip-Flops, sowie viele darauf aufbauende Applikationen mit höherer Komplexität werden behandelt. Die Kursteilnehmer lernen die Wirkungsweise, Grenzwerte, Eigenschaften und Grundschaltungen unterschiedlicher Bauteile der Digitaltechnik kennen und setzen diese in Applikationsschaltungen ein. In vielen Experimenten wird der sichere Umgang mit der Messtechnik, besonders mit dem Logikanalysator, vertieft. Lucas Nülle GmbH Seite 2/11

3 Ausstattung bestehend aus: Pos. Bezeichnung Bestell-Nr. Anz. 1 Kurs Digitaltechnik 1: Gatter und Flip-Flop SO4204-6A 1 Lieferumfang: 1 Experimentierkarte mit logischen Gattern (NOT, AND, OR, NAND, NOR, EXOR, EXNOR) und einer Gatterstrecke 1 Experimentierkarte JK-Flip-Flop CD-ROM mit Labsoft-Browser und Kurssoftware Lerninhalte: Kennen lernen der logischen Grundschaltungen Kennen lernen der Wahrheitstabelle, Schaltzeichen, Schaltgleichungen und Taktdiagramme für alle Grundgatter Kennen lernen der Booleschen Funktionen und Gesetze Experimenteller Nachweis der Booleschen Funktionen und Gesetze Aufbau logischer Grundschaltungen in NAND- und NOR- Technologie Minimieren von Logikschaltungen mit Hilfe von KV- Diagrammen und Überprüfung im Experiment Kennen lernen des Prinzips des Flip-Flops Messtechnische Untersuchung der Funktionsweise von JK- Flip-Flops (statisches und dynamisches Eingangssignal / Einzeltaktbetrieb) Untersuchung einer Zählerschaltung Fehlersuche (7 über Relais aktivierbare Fehler) Kursdauer: ca 5 h (davon ca. 1 h Fehlersuche) Lucas Nülle GmbH Seite 3/11

4 2 Kurs Digitaltechnik 2: Sequenzielle Schaltungen SO4204-6C 1 Lieferumfang: 1 Experimentierkarte mit NAND-, NOR-Gattern und Flip- Flops zum Aufbau sequenzieller Schaltungen 1 Experimentierkarte mit synchronem Binärzähler, schaltbar als Aufwärts- oder Abwärtszähler CD-ROM mit Labsoft-Browser und Kurssoftware Lerninhalte: Kennen des Aufbaus und der Funktionsweise von verschiedenen Flip-Flops und Registern Messtechnische Untersuchung der Funktionsweise von verschiedenen Flip-Flops und Registern Entwurf und Aufbau von Zählern und Überprüfung an realen Schaltungen Entwurf und Aufbau von Schieberegistern mit serieller und paralleler Ausgabe sowie Überprüfung an realen Schaltungen Kennen des Aufbaus und der Funktionsweise von Zählern und Teilern Messtechnische Analyse von Zählern und Teilern Messungen an synchronen und asynchronen Zählern Kennen der Unterschiede zwischen synchronen und asynchronen Zählern Aufbau und Untersuchung von Binärcode Aufwärts- und Abwärts-Zählern Untersuchung der Funktionsweise entprellter Schalter und Taster Fehlersuche (2 über Relais aktivierbare Fehler) Kursdauer: ca 5 h (davon ca. 0,5 h Fehlersuche) Lucas Nülle GmbH Seite 4/11

5 3 Kurs Digitaltechnik 3: Anwendungsschaltungen SO4204-6E 1 Lieferumfang: 1 Experimentierkarte mit je 2 1-Bit und 4-Bit Addierern 1 Experimentierkarte mit 8 bit Multiplexer / Demultiplexer CD-ROM mit Labsoft -Browser und Kurssoftware Lerninhalte: Kennen lernen der Funktionsweise von binären Halb- und Volladdierern Aufbau und Untersuchung von 1-Bit Halb- und Volladdierern Aufbau und Untersuchung eines 4-Bit Volladdierers mit paralleler Ausgabe Aufbau und Untersuchung eines 4-Bit Volladdierers (serielle Ausgabe) mit Schieberegister Kennen lernen des Aufbaus und der Funktionsweise von Multiplexern und Demultiplexern Kennen lernen der Funktion von Daten- und Adressleitungen Messtechnische Untersuchung an Multiplexer- / Demultiplexerschaltungen Untersuchung einer Multiplexer / Demultiplexerschaltung mit Binärzähler Fehlersuche (3 über Relais aktivierbare Fehler) Kursdauer: ca 3 h (davon ca. 0,5 h Fehlersuche) 4 Kurs Digitaltechnik 4: Wandlerschaltungen SO4204-6B 1 Lucas Nülle GmbH Seite 5/11

6 Lieferumfang: 1 Experimentierkarte mit 1 DA-Wandler mit bewerteten Widerständen und 1 DA-Wandler mit R-2R-Netzwerk, diskret aufgebaut 1 Experimentierkarte mit 1 AD-Wandler Single/Dual-slope- Verfahren und 1 AD-Wandler Parallelverfahren (Flash- Umsetzer), diskret aufgebaut 1 Experimentierkarte mit 1 U/f-Wandler und 1 f/u-wandler CD-ROM mit Labsoft-Browser und Kurssoftware Lerninhalte: Kennenlernen der wichtigsten Wandler-Parameter: Auflösung, Linearität, Geschwindigkeit Kennenlernen von Aufbau und Funktionsweise eines DA- Wandlers mit R-2R-Netzwerk Statische und dynamische Kennlinienaufnahme des DA- Wandlers mit R-2R-Netzwerk Kennenlernen von Aufbau und Funktionsweise des DA- Wandlers mit bewerteten Widerständen Statische und dynamische Kennlinienaufnahme eines DA- Wandlers mit bewerteten Widerständen Untersuchung einer DA-Wandler Anwendungsschaltung Grundbegriffe der digitalen Messdatenerfassung kennen lernen: Abtastung, Abtast-Theorem, Signalrekonstruktion, Aliasing Kennenlernen von Aufbau und Funktionsweise von AD- Wandlern mit Zählverfahren Kennenlernen von Aufbau und Funktionsweise von AD- Wandler mit Single- / Dual-Slope-Verfahren Kennenlernen von Aufbau und Funktionsweise von Sigma- Lucas Nülle GmbH Seite 6/11

7 Delta-Wandlern Aufnahme der Kennline der AD-Wandler Messung der internen Signale der AD-Wandler Kennenlernen von Aufbau und Funktionsweise von U/f und f/u-wandlern Abgleich der Referenzspannung für U/f und f/u-wandler Aufnahme der Kennline der U/f und f/u-wandler Messung der internen Signale der U/f und f/u-wandler Untersuchung an kombinierten U/f-f/U- Wandlerschaltungen Fehlersuche (5 über Relais aktivierbare Fehler Kursdauer: ca 5 h (davon ca. 1 h Fehlersuche) Zusätzlich erforderlich: Das UniTrain-System ist ein computergestütztes Trainings- und Experimentiersystem für die Aus- und Weiterbildung im Bereich der Elektrotechnik und Elektronik. Im Rahmen von Multimediakursen integriert es kognitive mit haptischen Lerneinheiten zu einem Theorie und Praxis verbindenden Gesamtkonzept und ermöglicht somit gezielt das Erlangen von Handlungskompetenz. Angefangen bei den Grundlagen bis hin zu weiterführenden Kursen aus den verschiedensten Fachgebieten der Elektrotechnik und Elektronik stehen eine Vielzahl von Multimediakursen für die schulische, berufliche und Ingenieurausbildung zur Verfügung. Das UniTrain-System ist völlig autark und kann überall und jederzeit eingesetzt werden. Ob im Labor, am Arbeitsplatz oder zu Hause, die multimediale Lernumgebung des Systems sorgt für hohe Motivation und maximalen Lernerfolg und ist somit ein Garant für effektives und effizientes Lernen. Den Zugriff auf die Multimediakurse sowie die Steuerung der virtuellen Instrumente und der Experimentierhardware ermöglicht LabSoft, die offene Experimentierplattform des Systems. In den Kursen werden die theoretischen Grundlagen vermittelt und Experimente an der zum Kurs gehörenden Experimentierhardware durchgeführt. Dazu stellt das intelligente Messinterface analoge und digitale Mess- und Steuer- Ein- / Ausgänge zur Verfügung, und ergibt in Kombination mit den virtuellen Instrumenten des Systems ein hochwertiges Laborgerät. Zusätzlich lässt sich der Lernfortschritt an Hand von Fehlersuche an der Experimentierhardware sowie Tests überprüfen und elektronisch dokumentieren. Die zum Experimentieren benötigten elektrischen und elektronischen Schaltungen werden mit Hilfe der Experimenter an das System angeschlossen. Pos. Bezeichnung Bestell-Nr. Anz. 5 UniTrain Interface mit virtuellen Instrumenten (Basis VI) CO4203-2A 1 Lucas Nülle GmbH Seite 7/11

8 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 8/11

9 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 9/11

10 6 UniTrain Experimenter CO4203-2B 2 UniTrain-Experimenter zum Ankoppeln an das UniTrain-Interface oder an andere Experimenter. Ausstattung: Kopplung an das UniTrain-Interface und weiterer Experimenter über UniTrain-Bus UniTrain-Bus-Anschluss für die Experimentierkarten Hochwertiges Designer-Gehäuse mit Aluminium-Standfüßen und oberflächengehärteter Plexiglas-Front Geeignet zur Aufnahme in Experimentierrahmen für DIN-A4- Lehrplatten Bereitstellung der festen und variablen Spannungen des Systems an 2-mm-Buchsen (8 Stk.) Vorbereitet für den Anschluss von 2-mm- Sicherheitsmessleitungen Aufnahme der UniTrain-Experimentierkarten Auswurfmechanik für UniTrain-Experimentierkarten mit Rückstellfeder Aufnahme des Breadboard zum Experimentieren mit bedrahteten Bauteilen und Integrierten Schaltungen Aufnahme des Multimeters unter Verwendung der IrDa Schnittstelle Abmessungen: 29,6 x 19 x 8,6 cm Gewicht: 1,0 kg 7 UniTrain Messzubehör, Shunts und Messleitungen SO4203-2J 1 Shunts auf Leiterplatte, zur Strommessung mit den Analogeingängen des UniTrain-Systems. 6 Shunts: 2 x 1 Ohm, 2 x 10 Ohm 2 x 100 Ohm Siebdruck zur Kennzeichnung der Widerstände, der Spannungsabgriffe und der Stromeingänge 24 Stück 2 mm Buchsen Maße: 100 x 40 mm Messleitungssatz 2mm (22 Stück) für UniTrain bestehend aus: 8 Stück Messleitung 2mm, 15cm, blau 4 Stück Messleitung 2mm, 15cm, gelb 2 Stück Messleitung 2mm, 45cm, schwarz 2 Stück Messleitung 2mm, 45cm, gelb 2 Stück Messleitung 2mm, 45cm, rot 2 Stück Messleitung 2mm, 45cm, blau 2 Stück Adapter-Messleitung 4mm auf 2mm, 50cm, weiß 10 Stück Verbindungsstecker 2mm / 5mm, weiß Lucas Nülle GmbH Seite 10/11

11 Zusätzlich empfehlenswert: Pos. Bezeichnung Bestell-Nr. Anz. 8 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: 4,6 kg Lucas Nülle GmbH Seite 11/11