Prüflingsnummer Vor- und Familienname Industrie- und Handelskammer Abschlussprüfung Teil 2 Berufs-r. 3192 Einsatzgebiete 2: Medizinische Geräte (3192) 4: Systemkomponenten, Sensoren, Aktoren, Mikrosysteme (3194) 5: EMS (Electronic Manufacturing Services) (3195) Arbeitsauftrag Praktische Aufgabe Bereitstellungsunterlagen für den Ausbildungsbetrieb Winter 2010/11 W10 3192 B1 2010, IHK Region Stuttgart, alle Rechte vorbehalten 1
Allgemeine Hinweise In der Abschlussprüfung Teil 2 hat der Prüfling, wie in der folgenden Übersicht dargestellt, eine praktische Aufgabe vorzubereiten und durchzuführen. Für den Arbeitsauftrag sind vom Ausbildungsbetrieb die in diesem Heft aufgeführten Werkzeuge, Hilfsmittel und Prüfmittel bereitzustellen. Diese Prüfungsmittel und dieses Heft sind dem Prüfling rechtzeitig vor dem Termin der Abschlussprüfung Teil 2 zu übergeben, damit er die Prüfungsmittel auf Vollständigkeit und Funktionsfähigkeit überprüfen kann. Dieses Heft hat der Prüfling zur praktischen Aufgabe mitzubringen. Der Prüfling ist vom Ausbildenden darüber zu unterrichten, dass die Arbeitskleidung den Unfallverhütungsvorschriften entsprechen muss. Vom Ausbildungsbetrieb ist sicherzustellen, dass der zur Prüfung zugelassene Prüfling über die gültigen Arbeitsvorschriften (zum Beispiel BGV A1, BGV A3, DI VDE, TRBS) eine Sicherheitsunterweisung erhalten hat. Der Prüfling bestätigt mit seiner Unterschrift, dass er die Sicherheitsunterweisung erhalten hat, beachten und einhalten wird. Für die Sicherheitsunterweisung kann ein firmeninternes oder das in diesem Heft abgedruckte Formular verwendet werden. Die unterschriebene Sicherheitsunterweisung hat der Prüfling vor Beginn der Prüfung vorzulegen. Bei nicht sicherer Arbeitskleidung und ohne den Unterweisungsnachweis ist eine Teilnahme an der Prüfung ausgeschlossen. Inhalt Seite Inhalt 3 Schautafel 4 Allgemeine Informationen 7 Beschreibung Komponente 1 (-A1) 10 Beschreibung Komponente 2 (-A2) 11 Beschreibung Komponente 3 (-A3) 12 Beschreibung Komponenten 4 (-A4) und 5 (-A5) 13 Gesamtmontagezeichnung 14 Hinweise zur Komponente 1 15 Beschreibung Betriebssoftware 3192W10 17 Herstellungsunterlagen für Komponente 2 24 Herstellungsunterlagen für Komponente 3 25 Herstellungsunterlagen für Komponente 4 26 Unterweisungsnachweis Dieser Prüfungsaufgabensatz wurde von einem überregionalen nach 40 Abs. 2 BBiG zusammengesetzten Ausschuss beschlossen. Er wurde für die Prüfungsabwicklung und -abnahme im Rahmen der Ausbildungsprüfungen entwickelt. Weder der Prüfungsaufgabensatz noch darauf basierende Produkte sind für den freien Wirtschaftsverkehr bestimmt. Internet: www.ihk-pal.de 2
Gestreckte Abschlussprüfung Abschlussprüfung Teil 1 Abschlussprüfung Teil 2 Gewichtung: 40 % Gewichtung: 60 % Arbeitsaufgabe inkl. situativer Gesprächsphasen Gewichtung: Komplexe Arbeitsaufgabe 50 % Vorgabezeit: 6 h 30 min Schriftliche Aufgabenstellungen Gewichtung: 50 % Vorgabezeit: 1 h 30 min Arbeitsauftrag Praktische Aufgabe Gewichtung: Vorgabezeit: Prüfungsbereiche Systementwurf Funktions- und Systemanalyse Wirtschafts- und Sozialkunde 50 % Gewichtung: 50 % 14 h Vorgabezeit: 4 h 15 min Planung Teil A: (50 %) Vorbereitung der Systementwurf praktischen Aufgabe 23 geb. Aufgaben Vorgabezeit: 105 min davon 3 zur Abwahl Vorgabezeit: 8 h Gewichtung: 40 % Durchführung Teil B: (50 %) Durchführung der Teil A: (50 %) praktischen Aufgabe 28 geb. Aufgaben 8 ungeb. Aufgaben keine Abwahl möglich Vorgabezeit: 6 h davon 3 zur Abwahl Teil B: (50 %) Kontrolle Phasen: 8 ungeb. Aufgaben keine Abwahl möglich Information Planung Funktions- und Situative Gesprächsphasen Vorgabezeit: 10 min Durchführung Kontrolle Die Bewertung der praktischen Aufgabe erfolgt anhand der aufgabenspezifischen Unterlagen eines begleitenden Fachgesprächs der Beobachtung durch den Prüfungsausschuss Fachgespräch Vorgabezeit: 20 min Systemanalyse Vorgabezeit: 105 min Gewichtung: 40 % Teil A: (50 %) 28 geb. Aufgaben davon 3 zur Abwahl Teil B: (50 %) 8 ungeb. Aufgaben keine Abwahl möglich Wirtschafts- und Sozialkunde Vorgabezeit: 45 min Gewichtung: 20 % 16 geb. Aufgaben davon 3 zur Abwahl 6 ungeb. Aufgaben davon 1 zur Abwahl Bild 1: Gliederung der gestreckten Abschlussprüfung mit Aufteilung in Teil 1 und Teil 2 sowie Gewichtungen und Vorgabezeiten W10 3192 B1 -wk-gelb-140610 3
IHK Arbeitsauftrag Allgemeine Informationen 1 Allgemein Diese Abschlussprüfung ist aus mehreren Komponenten aufgebaut. ede Komponente ist durch ihre Funktion und durch ihre Schnittstelle beziehungsweise durch mehrere Schnittstellen definiert. Auch mehrere Baugruppen können eine Komponente bilden. Zur Vorbereitung der praktischen Aufgabe (8 Stunden) und zur Durchführung der praktischen Aufgabe (6 Stunden) werden die vorgeprüften Komponenten benötigt. Für die Bereitstellung der Komponenten zur Vorbereitung der praktischen Aufgabe (8 Stunden) und zur Durchführung der praktischen Aufgabe (6 Stunden) stehen mehrere Möglichkeiten offen: Herstellung der Komponenten auf Basis dieser Bereitstellungsunterlagen Herstellung einzelner Komponenten auf Basis dieser Bereitstellungsunterlagen und zusätzlich Bereitstellung von betriebseigenen Systemen, die die geforderten Eigenschaften der zu fertigenden Komponenten erfüllen Bereitstellung von betriebsspezifischen Geräten und Systemen, die die geforderten Schnittstellen hardwareund signaltechnisch abbilden Die Spezifikationen, Definitionen und Funktionsweisen der Komponenten und deren Schnittstellen sind unbedingt einzuhalten. Somit ist gewährleistet, dass die Komponenten untereinander austauschbar sind. Die Bereitstellungsunterlage für den Ausbildungsbetrieb muss bei der Prüfung vorliegen. Für die Herstellung der Baugruppen und Komponenten sind die technischen Daten der Bauteile unbedingt einzuhalten (auch die Rastermaße). Die Funktion der Komponenten muss vor der Prüfung geprüft sein. Die unter den folgenden Abschnitten genannten Materialien sind für den gesamten Arbeitsauftrag ( Vorbereitung der praktischen Aufgabe und Durchführung der praktischen Aufgabe ) bereitzustellen! 2 Komponenten Diese ist in 5 Komponenten aufgeteilt. Komponente Bereitstellung oder Bereitstellung betriebsspezifisch anhand Unterlagen Komponente 1 Steuerung (-A1) möglich Herstellungsunterlagen Beschreibung der Parameter auf Seiten 7 bis 9 Mikrocontroller-Einschub MC2v0 Komponente 2 Sensorauswertung (-A2) nicht möglich Seiten 17 ff Beschreibung der Parameter auf Seite 10 Komponente 3 Sensorsimulation (-A3) möglich Seite 24 Beschreibung der Parameter auf Seite 11 Komponente 4 Schnittstellentest (-A4) möglich Seite 25 Beschreibung der Parameter auf Seite 12 Komponente 5 Stromversorgung (-A5) möglich Beschreibung der Parameter auf Seite 12 4 W10 3192 B1-wk-gelb-200810
3 Materialien, Werkzeuge, Hilfsmittel und Prüfmittel Abhängig von der Auswahl der eingesetzten Komponenten (extern oder die in diesem Heft beschriebenen) sind zur Herstellung Materialien, Werkzeuge, Hilfs- und Prüfmittel notwendig. Falls externe Komponenten eingesetzt werden, sind diese in der Vorbereitung zur Prüfung mit betriebsüblichen Werkzeugen anzufertigen. Falls die Komponenten aus dieser Unterlage gefertigt werden, dient die Liste 3.1 als Werkzeugvorschlag für die Herstellung mechanischer Baugruppen. Die Bauelemente zu den einzelnen Komponenten entnehmen Sie den jeweiligen Seiten. 3.1 Vorschlag für Werkzeuge, Prüfmittel und Hilfsmittel, die für die Herstellung mechanischer Komponenten in der Vorbereitung verwendet werden Pos. Men. Bezeichnung 1 1 Messschieber Form A1 135 mm, DI 862 2 1 Stahlmaßstab 300 mm 3 1 Anschlagwinkel 100 x 70 mm 4 1 Schlosserhammer 250 g 5 je 1 Flachstumpf-Feile 150-1, 150-3 6 je 1 Dreikant-Feile 150-1, 150-3 7 je 1 Stiel-Feile, flach und rund H1, H3 8 1 Schlüssel-Feile, Dreikant C100-2, DI 7283 9 1 Feilenbürste 10 1 Dreikantschaber 150 mm 11 1 Handbügelsäge für Metall mit dünnem Sägeblatt 300 mm 12 1 Laubsägebogen mit Sägeblättern für Aluminium 13 1 Reißnadel 14 1 Körner 15 1 Satz Bohrer 2,5; 3,3; 3,4; 4,5; 5,0; 6,3; 6,5 16 1 Kegelsenker 90 zum Entgraten von Bohrungen bis 10 mm 17 1 Putztuch 18 1 Handbesen 19 1 Persönliche Schutzausrüstung (z. B. Haarschutz (bei nicht unfallsicherem Haarschnitt), Schutzbrille usw.) 3.2 Während der Bereitstellung und für den Vorbereitungsauftrag der praktischen Aufgabe werden die unten stehenden Materialien, Werkzeuge und Hilfsmittel benötigt 3.2.1 Werkzeuge, die für jeden Prüfling bereitgestellt werden müssen Pos. Men. Bezeichnung 1 1 Geregelter Lötkolben, auch für SMD-Lötungen geeignet 2 je 1 Satz Schraubendreher für Schlitz- und Kreuzschrauben verschiedener Größen 3 1 Geeigneter Elektronik-Seitenschneider 4 1 Rundzange 5 1 Flachzange 6 1 Abisolierwerkzeug 7 1 Abgleichwerkzeug 8 1 Pinzette 9 1 SMD-Pinzette 10 1 Persönliche ESD-Grundausrüstung (z.b. Armband) 11 1 Einsetzwerkzeug für Lötstifte 12 1 Lötzinnabsauger 13 je 1 Maulschlüssel SW5; SW5,5; SW7 5
3.2.2 Hilfsmittel, die für jeden Prüfling bereitgestellt werden müssen 1 1 Bestückungsrahmen für Leiterplatten 2 1 Adapterkarte für Europakarte mit Steckverbindung nach DI E 60603-2, 64-polig, Bauform C, (2 x 32-polig, a/c-belegung) 3 1 Rastermaß-Biegeschablone/-Biegevorrichtung 4 1 Lötzinn/Entlötlitze (Achtung, teilweise SMD-Bestückung) 5 1 Klebeetiketten 6 1 Schreibzeug (u. a. wasserfester Filzschreiber) 3.2.3 Prüfmittel, die für jeden Prüfling bereitgestellt werden müssen 1 1 Multimeter mit Zubehör 2 1 2-Kanal-Oszilloskop mit Zubehör (unter anderem Tastteiler 10: 1) 3 1 Funktionsgenerator 0,1 Hz... 1 khz 4 1 Frequenzzähler (oder alternativ Position 2 als Digital-Oszilloskop) 3.2.4 Prüfmittel, die für 1 bis 5 Prüflinge bereitgestellt werden müssen 1 1 Messgerät für VDE-Messung (DI VDE 0701-0702) 3.3 Während des Durchführungsauftrags der praktischen Aufgabe werden die unten stehenden Materialien, Werkzeuge, Hilfsmittel und Prüfmittel benötigt 3.3.1 Prüfmittel, die für jeden Prüfling bereitgestellt werden müssen 1 1 Multimeter mit Zubehör 2 1 2-Kanal-Oszilloskop mit Zubehör (unter anderem Tastteiler 10: 1) 3 1 Funktionsgenerator 0,1 Hz... 1 khz 4 je 1 Satz Schraubendreher für Schlitz- und Kreuzschrauben verschiedener Größen 5 1 Abgleichwerkzeug 6 1 Persönliche ESD-Grundausrüstung (zum Beispiel Armband) 7 1 Werkzeug für eingesetzte externe Komponenten 3.3.2 Prüfmittel, die für 1 bis 5 Prüflinge bereitgestellt werden müssen 1 1 Messgerät für VDE-Messung (DI VDE 0701-0702) 4 Zusätzliche Prüfmittel, Werkzeuge, Hilfsmittel, Materialien, Baugruppen, Bauteile, Leitungen, Halbzeuge und ormteile, die bereitgestellt werden müssen 4.1 Taschenrechner, Tabellenbücher, Formelsammlung, Übersetzungshilfe Bei der Durchführung der Arbeitsaufträge sind die Verwendung eines Taschenrechners, Tabellenbücher, einer Formelsammlung und einer Übersetzungshilfe Deutsch-Englisch/Englisch-Deutsch in Buchform zugelassen. 4.2 Dokumentation Für die Dokumentation beziehungsweise für die aufgabenspezifischen Unterlagen wird ein Schnellhefter DI A4 benötigt. 4.3 Datenblätter Der Prüfling muss sich über die verwendeten Bauelemente informieren. Folgende Datenblätter Ihrer verwendeten Bauelemente müssen in Ihrer Dokumentation vorhanden sein. Diese übergeben Sie nach Beendigung der Prüfung dem Prüfungsausschuss. 1. LM3914 otwendige Daten sind: General Descriptions, Features, Applications, Electrical Characteristics, Absolute Ratings, Operating Conditions, Thermal Datas 6 W10 3192 B1-wk-gelb-260710
IHK Arbeitsauftrag Beschreibung Komponente 1 (-A1) Die Komponente 1 dient als Steuerung. Eingänge/Ausgänge Vordere Sub-D-Steckverbindung, Buchsenkontakt, 25-polig (Bezeichnung als -X3 ) Pin 8 Eingang Fehlerzustand TTL / Low = kein Fehler Pin 7 Eingang Hand/Auto TTL / High = Auto Pin 6 Eingang Einzelschritt TTL / High = Taste nicht gedrückt Pin 9 Ausgang Kanalauswahl, Adresse A TTL / H-aktiv Pin 10 Ausgang Kanalauswahl, Adresse B TTL / H-aktiv Pin 11 Ausgang Kanalauswahl, Adresse C TTL / H-aktiv Pin 24, 25 Ausgang Spannungsversorgung 0 V Funktionsweise Dient zur Erzeugung des Takts, der Adressen, der Anzeige und zur Auswertung fehlerhafter Messstellen. Eingänge Anzeige Die drei TTL-Eingänge sind folgenden Signalen zugeordnet: Abfrage Fehlermeldung Low -> kein Fehler vorhanden Abfrage umper Automatik-/Handbetrieb High -> Automatik Abfrage für manuelles Weiterschalten High -> Taste nicht gedrückt 4 x LEDs für die 4-stellige Anzeige B 0001 bis B 1000 Definition: LED leuchtet für B 1 1 x LED für den Fehlerfall: Fehlerbeseitigung einer Messstelle. Das Programm wartet auf eine Eingabe. Zuordnung der Blinkfrequenz für Anzeige Angezeigter Zählerstand im 0,5-s-Takt Für 2 s -> Messstelle hat Fehler signalisiert, Programm läuft weiter Dauernd -> Messstelle hat Fehler signalisiert, Programm wartet auf Eingabe, Handbetrieb muss eingeschaltet werden Angezeigter Zählerstand im 0,1-s-Takt Dauernd -> Handbetrieb bei Start signalisiert, Programm wartet auf Eingabe, Anzeige hierfür B 0001, Automatikbetrieb muss eingeschaltet werden -> Im Handbetrieb sind alle Fehler beseitigt, Programm wartet auf Eingabe, Anzeige hierfür B 1000, Automatikbetrieb muss eingeschaltet werden Angezeigter Zählerstand im 0,4-s-Takt Im Wechsel -> aktueller Zählerstand mit zusätzlicher LED, der Fehler in der Messstelle muss beseitigt werden Ausgänge Mit drei TTL-Ausgängen wird ein Binär-Zähler nachgebildet, dessen Ausgangsbedingung für den Zählerstand = 1, alle Ausgänge High sind. Zuordnung: Zähler B 0001 -> High, High, High Zähler B 0010 -> High, High, Low... Zähler B 0111 -> Low, Low, High Zähler B 1000 -> Low, Low, Low 7
Flussdiagramm zur Steuerung A Start Zähler =1 Messstelle 0 Anzeige Zähler Ausgabe Messstelle Anzeige Zähler t = 100 ms Handbetrieb Anzeige aus t = 36 ms t = 36 ms t = 100 ms Handbetrieb Handbetrieb Fehler Zähler speichern t = 2 s Anzeige aus t = 500 ms Anzeige Zähler t = 500 ms B Zähler +1 Messstelle +1 D C C Anzeige Zähler Ausgabe Messstelle Fehler Fehler bereits vorhanden t = 2 s Zähler speichern Anzeige aus Anzeige aus t = 500 ms t = 500 ms Anzeige Zähler Anzeige Zähler t = 500 ms t = 500 ms B Zähler = 8 Handbetrieb Zähler = 1 Messstelle = 0 t = 36 ms D Handbetrieb E 8 W10 3192 B1 -wk-gelb-140610
E F Zähler = 1 Messstelle = 0 H Zähler = 8 Anzeige Zähler Ausgabe Messstelle Anzeige aus t = 116 µs t = 400 ms Fehler Anzeige Zähler Anzeige LED t = 400 ms t = 400 ms Anzeige Zähler Handbetrieb t = 400 ms t = 36 ms H Fehler Handbetrieb Taste für nächste Messstelle A t = 36 ms Taste für nächste Messstelle Zähler + 1 Messstelle +1 Anzeige Zähler Ausgabe Messstelle Fehler Anzeige LED t = 400 ms Anzeige Zähler t = 400 ms Fehler F Die Spannungsversorgung ist zu gewährleisten. Für die Umsetzung der geforderten Parameter können betriebsspezifische oder die in diesem Heft abgedruckten Baugruppen und Software verwendet werden. Die Parameter sind unbedingt einzuhalten. Bei Verwendung keiner betriebsspezifischen Umsetzung, kann die Komponente 1 durch die in den separat zu erhaltenden Herstellungsunterlagen (Mikrocontroller-Einschub MC2v0) genannten Baugruppen umgesetzt werden. Die Betriebssoftware 3192W10 ist auf Seite 15 beschrieben und beinhaltet bereits die Testsoftware 3190MC2v0. 9
IHK Arbeitsauftrag Beschreibung Komponente 2 (-A2) Die Komponente 2 dient als Sensorauswertung. Diese Komponente muss nach der Vorgabe aus diesem Heft angefertigt werden. Eingänge/Ausgänge Sub-D-Steckverbindung, Stiftkontakt, 25-polig (Bezeichnung als -X1 ) Pin 8 Ausgang Fehlerzustand TTL/Low = kein Fehler Pin 7 Ausgang Schalter Hand/Auto TTL/High = Auto Pin 6 Ausgang Einzelschritt (Taster) TTL/High = Taste nicht gedrückt Pin 9 Eingang Kanalauswahl, Adresse A TTL/H-aktiv Pin 10 Eingang Kanalauswahl, Adresse B TTL/H-aktiv Pin 11 Eingang Kanalauswahl, Adresse C TTL/H-aktiv Pin 24, 25 Eingang Spannungsversorgung 0 V Sub-D-Steckverbindung, Buchsenkontakt, 15-polig (Bezeichnung als -X3 ) Pin 1 Ausgang +12 V Pin 2 Eingang Messstelle 1 (0 V... 12 V) Pin 3 Eingang Messstelle 2 (0 V... 12 V) Pin 4 Eingang Messstelle 3 (0 V... 12 V) Pin 5 Eingang Messstelle 4 (0 V... 12 V) Pin 6 Eingang Messstelle 5 (0 V... 12 V) Pin 7 Eingang Messstelle 6 (0 V... 12 V) Pin 8 Eingang Messstelle 7 (0 V... 12 V) Pin 9 Eingang Messstelle 8 (0 V... 12 V) Pin 10 Ausgang 0 V Schraubverbindung, Buchsenkontakt, 4-polig (Bezeichnung als -X2 ) Pin 1 Eingang Spannungsversorgung 0 V Pin 2 Eingang Spannungsversorgung 12 V/100 ma Pin 3 Eingang Spannungsversorgung +12 V/100 ma Pin 4 Eingang Spannungsversorgung +5 V/100 ma Funktionsweise Zur Auswertung werden die Ausgangsspannungen der Messstellen über einen Multiplexer einem Vergleicher zugeführt. Der Vergleichszyklus wird durch die Steuerung (Komponente 1) vorgegeben. Der Vergleichszyklus läuft automatisch ab. Im Fehlerfall muss auf Handbetrieb umgeschaltet werden und jede Messstelle einzeln durchgetastet und korrigiert werden. Messwerte, die außerhalb der Toleranz liegen, ergeben ein H-Signal an -X1:8. Anzeige Bargraph-Anzeige des Soll-/Istwerts durch -A2.P1.1... -P1.10 Die Spannungsversorgung ist zu gewährleisten. 10
IHK Arbeitsauftrag Beschreibung Komponente 3 (-A3) Die Komponente 3 dient als Sensorsimulation. Eingänge/Ausgänge Sub-D-Buchse (-X4) 15-polig Stiftkontakt 1 Eingang +12 V 2 Ausgang Messstelle 1 (0 V... 12 V) 3 Ausgang Messstelle 2 (0 V... 12 V) 4 Ausgang Messstelle 3 (0 V... 12 V) 5 Ausgang Messstelle 4 (0 V... 12 V) 6 Ausgang Messstelle 5 (0 V... 12 V) 7 Ausgang Messstelle 6 (0 V... 12 V) 8 Ausgang Messstelle 7 (0 V... 12 V) 9 Ausgang Messstelle 8 (0 V... 12 V) 10 Eingang 0 V Funktionsweise An den Ausgängen der Messstellen können Spannungen von 0 V... 12 V getrennt eingestellt werden. Für die Umsetzung der geforderten Parameter können betriebsspezifische oder die in diesem Heft abgedruckte Baugruppe verwendet werden. Die Parameter sind unbedingt einzuhalten. Bei Verwendung keiner betriebsspezifischen Lösung kann die Komponente 3 durch folgende Baugruppe umgesetzt werden: Sensorsimulation (-A3) 11
IHK Arbeitsauftrag Beschreibung Komponenten 4 (-A4) und 5 (-A5) Komponente 4 Die Komponente 4 dient als Schnittstellentester der Komponente 1. Die Umsetzung erfolgt nach den Spezifikationen auf Seite 25. Komponente 5 Für die Umsetzung der geforderten Parameter kann eine betriebsspezifische Spannungs-/Stromversorgung oder die Standard-Stromversorgung IK-88/1 verwendet werden. Am Ausgang der Stromversorgung müssen die folgenden Spannungen zur Verfügung stehen. 1. +5 V ±5 %/1 A 2. +9... +15 V einstellbar/1 A 3. 9... 15 V einstellbar/1 A Bei Verwendung der Komponente 1 aus diesen Bereitstellungsunterlagen für den Ausbildungsbetrieb müssen die genannten Spannungen auf der Bus-Platine (Separates Heft: Herstellungsunterlage Mikrocontroller- Einschub MC2v0) und an eine Frontplatte geführt werden. Die Spannungen auf der Frontplatte werden über 4-mm-Buchsen bereitgestellt. Für diese Prüfung wird die Spannungsversorgung auf +12 V, 12 V, +5 V eingestellt. Die 0-V-Anschlüsse der Spannungen +5 V und ±12 V müssen verbunden werden. 12
A B C D E F 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Komponente 1 Baugruppe -A1.B1 Mikrocontroller-Einschub Komponente 1 Baugruppe -A1.B4.1 Standard-Prüfungsrahmen Komponente 1 Baugruppe -A1.B4.2 Busplatine Komponente 5 Stromversorgung Ohne Abbildung: Komponente 2 Baugruppe -A2 Sensorauswertung Komponente 3 Baugruppe -A3 Sensorsimulation Komponente 4 Baugruppe -A4 Schnittstellentest Komponente 1 Baugruppe -A1.B3 Testplatine für Mikrocontroller während der Herstellungsphase Arbeitsauftrag, Komponenten 1... 4 IHK Gesamtmontagezeichnung bei Einsatz der Baugruppen dieses Hefts A B C D E F 13
IHK Arbeitsauftrag Komponente 1 Hinweise 1 Allgemeine Hinweise Falls keine betriebsspezifischen für die Umsetzung der Schnittstellenparameter zur Verfügung stehen, können die auf Seite 7 geforderten Schnittstellenparameter durch die nachfolgend beschriebenen Baugruppen eingehalten werden. Die Baugruppe -A1.B1 (Mikrocontroller-Einschub) wurde erstmals in der Abschlussprüfung Teil 1 Herbst 2010 für komplett aufgebaut und eingesetzt. Für den Einschub wird der Standard-Prüfungsrahmen (Baugruppe -A1.B4.1) mit Busplatine (Baugruppe -A1.B4.2) benötigt. Zur Prüfung des Mikrocontroller-Einschubs benötigen Sie die Baugruppen -A1.B2, -A1.B3 und einen Mikrocontroller 16F887 mit der Testsoftware 3190MC2v0. Die Testbaugruppen (Baugruppen -A1.B2 und -A1.B3) und die Testsoftware 3190MC2v0 werden nur zu Testzwecken beim Aufbau des Mikrocontrollers benötigt. In einem separaten Heft Herstellungsunterlagen Mikrocontrollersystem MC2v0 sind folgende Elemente beschrieben: Herstellungsunterlagen des Mikrocontrollersystems MC2v0 Herstellungsunterlagen der Testbaugruppen -A1.B2 und -A1.B3 Beschreibung der Testsoftware 3190MC2v0 Dieses Heft steht Ihnen auf unserer Internetseite zur Verfügung. Die Betriebssoftware 3192W10 finden Sie als Hex-Dump auf unserer Internetseite. Ein Flussdiagramm zu dieser Software ist auf Seite 8 f. abgebildet. An der Bus-Platine müssen folgende Spannungen anstehen: +12 V an Anschluss 31a 12 V an Anschluss 31c +5 V an Anschluss 1a, 1c 0 V an Anschluss ( 0 V ) 32a, 32c Die 0-V-Anschlüsse der Spannungen +5 V und ±12 V müssen verbunden werden. 2 Aufbau Stellen Sie die Baugruppen während der Material-Bereitstellung her und testen Sie diese auf Funktion. 3 Inhalt Übersicht Seite 13 Komponente 1, Baugruppe -A1.B1... B4, Mikrocontroller-Einschub Separates Heft Komponente 1, Information zur Betriebssoftware Seite 15 14
IHK Arbeitsauftrag, Komponente 1 Baugruppe -A1.B1, Mikrocontroller Betriebssoftware 3192W10 Hinweise Der Mikrocontroller PIC 16F887 muss mit der Betriebssoftware programmiert werden. Den Hex-Dump zum Programmieren des PICs (Datei: 3192W10.txt) finden Sie auf unserer Internetseite. Zur Programmierung benötigen Sie die unten stehende Konfiguration. Für eine eigenständige Programmierung werden weitere externe Hardware-Komponenten (zum Beispiel ein PIC-Programmiergerät, ein PC für die Programmiersoftware) und die Programmiersoftware benötigt. Hinweise hierzu erhalten Sie im Internet. Falls Sie den PIC nicht selbst programmieren, kann dieser bei den einschlägigen Lieferanten für Prüfungsmaterialien bezogen werden. Softwarebeschreibung Steuerung (-A1) Eingänge: D7, D6, D5 an Steckverbindung -X3 Ausgänge: CS8, CS9, CS10 an Steckverbindung -X3 Anzeige: -P1, -P2, -P3, -P4 und -P8 an der Frontplatte Beschreibung der Ausgänge CS8, CS9 und CS10: Mit diesen CS-Signalen wird der Binär-Zähler für die Ausgangssignale nachgebildet. Zuordnung: B 111 --> CS10, CS9, CS8 Beschreibung der Anzeige: Mit den LEDs -P1... -P4 wird der Binär-Zähler dargestellt. Angezeigt wird der Zählerstand 1 als B 0001. Die LED -P8 signalisiert im Wechsel mit dem aktuellen Zählerstand, dass die Software im Unterprogramm Fehlerbeseitigung steht und auf eine Eingabe wartet. Die Funktion dieses Zählers (an den CS-Signalen und an der Anzeige) kann ohne die Baugruppe Sensorauswertung (-A2.B1) getestet werden. Hierfür müssen die umper -X13 für Betriebssoftware und -X8 für Fehlerzustand gesteckt sein. ach dem Test muss der umper -X8 wieder entfernt werden! Beschreibung der Eingänge D5... D7: Diesen drei Datenbits sind zwei Schalter und eine Signalleitung zugeordnet. D7: Fehlermeldung Low --> kein Fehler vorhanden D6: Schalter für Automatik-/Handbetrieb High --> Automatik D5: Taster für manuelles Weiterschalten High --> Taste nicht gedrückt Programmbeschreibung Das Programm fragt in einer Endlosschleife acht Messstellen ab. In diesem Automatikbetrieb werden die Messstellen nacheinander angesteuert und auf Fehler überprüft. Hat nur eine Messstelle einen Fehler signalisiert, wird bei jedem Durchgang die Zähleranzeige für diese Messstelle blinken. Meldet eine weitere Messstelle einen Fehler, blinkt auch diese Zähleranzeige. Das Programm erwartet jetzt eine Umschaltung von Automatik- auf den Handbetrieb. Im Handbetrieb wechselt das Programm auf Messstelle 1 und überprüft den Fehlerzustand. Liegt ein Fehler vor, blinkt der angezeigte Zählerstand im Wechsel mit der zusätzlichen LED und der Fehler muss beseitigt werden. Ist der Fehler beseitigt, endet das Blinken. Ist ein Fehler beseitigt oder es lag kein Fehler vor, kann mit einer Taste die nächste Messstelle aufgerufen werden. Dieser Vorgang muss für alle Messstellen wiederholt werden. Ist die 8. Messstelle überprüft, blinkt der Zählerstand B 1000 an der Anzeige. Wird von Hand- auf Automatikbetrieb umgestellt, startet das Programm erneut. Startet das Programm im Handbetrieb, blinkt der Zählerstand B 0001 an der Anzeige und der Programmablauf stoppt. Wird dann auf Automatikbetrieb umgeschaltet, startet das Programm. Konfiguration für den Programmer: ; Oscillator -> HS ; Watchdog Timer -> OFF ; Power Up Timer -> O ; Master Clear Enable -> MCLR/ ; Code Protect -> OFF ; Data EE read Protect -> OFF ; Brown Out Detect BOD and SBORE -> DISABLED ; Internal External Switch Over Mode -> DISABLED ; Monitor Clock Fail-safe -> DISABLED ; Self Write Enable -> O PROTECTIO ; Brown Out Reset Sel Bit -> 4,0 V 15
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IHK Arbeitsauftrag, Komponente 2 Baugruppe -A2, Sensorauswertung Herstellungsunterlage Fertigen Sie die Komponente 2 nach den Vorgaben auf den folgenden Seiten 17 bis 23. Schaltungsbeschreibung Komponente 2 Die Steuerung (Komponente 1) addressiert über -K1 den Multiplexer -K2. Der Multiplexer kann 8 Spannungen im Bereich von 0 V... 12 V durchschalten. Mit -R7 kann ein Sollwert und mit -R11 eine Toleranz eingestellt werden. Sollwert und Toleranz werden einmal einem Addierer -K4.1 und einem Subtrahierer -K4.2 zugeführt. Diese Werte werden dann mit den Werten des Multiplexers verglichen und über die 2 Komparatoren (-K5.1, -K5.2) ausgewertet. Die Ausgänge der Komparatoren werden über -K7 und -K8 zusammengeführt. Diese Auswertung wird über -K9 der Steuerung zur Auswertung zugeführt. -K6 und -P1.1... -P1.10 dienen zur Anzeige des Soll- und Ist-Werts der angeschlossenen Spannungen der Messstrecken. umper -X1 dient zum Umschalten von Hand- auf Automatik-Betrieb. umper -X2 dient zum Anzeigen von Soll- oder Istwert. Taster -S1 dient zum Weiterschalten im Handbetrieb. Vorabgleich Komponente 2 1 Schließen Sie die Spannungsversorgung an die Komponente 2 mit der 4-poligen Anschlussleitung 1 an. 2 Überprüfen Sie die Spannungen an den Messpunkten -MP18, -MP19 und -MP20. 3 Stellen Sie alle Trimmer in Mittelstellung. 4 Stellen Sie eine Verbindung zwischen -MP4 und -MP21 (0 V) her. 5 Überprüfen Sie mit einem Multimeter die Spannungen an folgenden Messpunkten. Der Bezugspunkt (0 V) der Spannungen ist -MP21. Messpunkt Soll-Wert Ist-Wert Messpunkt Soll-Wert Ist-Wert 1 ca. +2,7 V 13 mit -R7-5 V 2 ca. +2,7 V 14 mit -R11-1 V 3 ca. +2,7 V 15 mit -R9 +6 V 4 ca. 0 V 16 mit -R13 +4 V 5 ca. 0 V 17 max. 100 mv 6 ca. 0 V 18 +5 V 7 ca. 0 V 19 +12 V 8 ca. 0 V 20-12 V 9 ca. 0 V 22 ohne -X1 +5 V 10 ca. 0 V 23 +5 V 11 ca. 0 V 24 (-X1:8) +5 V 12 ca. 0 V 6 Setzen Sie den umper -X2 in Stellung Soll (1 2 geschlossen). 7 Verändern Sie -R26, bis LEDs -P1.1... -P1.5 leuchten. 17
A B C D E F 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -A2 -X1:9 -X1:10 -X1:11 -X1:7 -X1:6 -X3/1: 1 23 4 56 7 89 10 -X1:8 -X1:24 -X1:25 -X2:2 -X2:3 -X2:4 -X2:1 1B1a Arbeitsauftrag, Komponente 2 IHK Baugruppe -A2 Stromlaufplan A B C D E F 18 W10 3192 B1 -wk-gelb-140610
IHK Arbeitsauftrag, Komponente 2 Baugruppe -A2 Stückliste 1 W10 3192 B1 -wk-gelb-200810 19
IHK Arbeitsauftrag, Komponente 2 Baugruppe -A2 Stückliste 2 Pos.Men. Kennzeichnung Bezeichnung Typ/Wert/orm Bauform Bemerkung 38 39 40 41 42 43 44 1 -A2.R8, R10, R12, R14, R15 Widerstand, ±5 % 100 kω 0207/RM10 1 Verbindungsleitung, Sub-D, Stiftkontakt auf Buchsenkontakt, 1:1-Kontaktierung 15-polig Länge l ca. 0,5 m... 1 m 1 Verbindungsleitung, Sub-D, Stiftkontakt auf Buchsenkontakt, 1:1-Kontaktierung 25-polig Länge l ca. 0,5 m... 1 m 1 Anschlussleitung, hochflexibel Rot, Ø 0,5 mm Länge l = 500 mm 1 Anschlussleitung, hochflexibel Rot, Ø 0,5 mm Länge l = 500 mm 1 Anschlussleitung, hochflexibel Schwarz, Ø 0,5 mm Länge l = 500 mm 1 Anschlussleitung, hochflexibel Blau, Ø 0,5 mm Länge l = 500 mm 20 W10 3192 B1 -wk-gelb-140610
Seite BS Seite LS Filme/Gerber-Daten bzw. fertige Leiterplatten sind bei den einschlägigen Lieferanten für Prüfungsmaterialien erhältlich. IHK Arbeitsauftrag, Komponente 2 Baugruppe -A2, Leiterplatte 3192W101B Layout W10 3192 B1 -wk-gelb-140610 21
Seite BS Bohrplan SIZE QTY SYM PLTD 0.508 0.8128 73 201 PLTD PLTD 1.016 49 PLTD 1.3208 1.4224 39 4 PLTD PLTD 3.2004 8 PLTD IHK Arbeitsauftrag, Komponente 2 Baugruppe -A2, Leiterplatte 3192W101B Bohrplan/Bestückungsplan 22
Anschlussklemme, Position 5 Exemplarische Darstellung 5.08 LED-Kette, Position 17 Exemplarische Darstellung 25.3 10.4 2.54 7.62 Anschlussleitung 1 5 Positionsangaben beziehen sich auf die Seiten 19 und 20 der Material-Bereitstellungsliste. IHK Arbeitsauftrag, Komponente 2 Baugruppe -A2 Zeichnungen 23
IHK Arbeitsauftrag, Komponente 3 Baugruppe -A3, Sensorsimulation Herstellungsunterlagen Pos.Men. Kennzeichnung Bezeichnung Typ/Wert/orm Bauform Bemerkung 1 2 3 4 1 Leiterplatte 3192W102A, gefertigt 4 nach Layout auf dieser Seite Gummifüße, selbstklebend Ø 5 mm 1 -A3.X4 Steckverbindung, Sub-D, für Leiterplattenmontage, 90 abgewinkelt 15-polig Stiftkontakt -A3.R27... R34 Trimmwiderstand, liegend Mit Befest.- Material 8 10 kω RM10x5 Stromlaufplan Layout Seite LS -A3 LS 3192W102A -X4/1: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Bohrplan SIZE QTY SYM PLTD 1.016 15 PLTD 1.3208 24 PLTD 3.2004 6 PLTD Bestückungsplan Bestückungsseite 24
IHK Arbeitsauftrag, Komponente 4 Baugruppe -A4, Testadapter für Komp. 1 Herstellungsunterlagen Stromlaufplan -A4.X1 6 7 8 24, 25 9 10 11 -A4.XP1 -A4.XP2 -A4.XP3 -A4.XP4 -A4.XP5 -A4.XP6 -A4.XP7 -A4.X1 -A4.X2 -A4.X3 -A4.MP1 -A4.MP2 -A4.MP3 -A4.MP4 Bestückungsvorschlag 500 100 60 Lochrasterfeld Hinweis: Die Lochrasterbauweise ist als Vorschlag zu sehen. -A4.X1 -XP1 -X1 Ein anderer Aufbau der Leiterplatte (z.b. geätzte Leiterplatte) ist zulässig. -XP2 -X2 -XP3 -XP4 -X3 -MP1 100 60 -XP5 -MP2 -XP6 -MP3 -XP7 -MP4 25
IHK Arbeitsauftrag Unterweisungsnachweis Vor- und Familienname: Prüflingsnummer: Datum: 1 Allgemein Zum Schutz gegen elektrischen Schlag bei der Inbetriebnahme, Fehlersuche und Messung an unter Spannung stehenden Anlagen und Betriebsmitteln ist jeder Prüfling vor Beginn der Prüfung vom Ausbildungsbetrieb über die Gefahren zu unterweisen. Zur Dokumentation der Sicherheitsunterweisung kann ein firmeninternes Formular oder dieses verwendet werden. 2 Inhalt der Unterweisung in Stichworten Durch meine Unterschrift bestätige ich, dass ich den Prüfling über die Gefahren beim Arbeiten an elektrischen Anlagen und Betriebsmitteln in Kenntnis gesetzt habe und dieser seine Befähigung in der Praxis nachgewiesen hat. Datum: Unterschrift/Stempel des Unterweisenden: Durch meine Unterschrift bestätige ich, dass ich von den geltenden Vorschriften Kenntnis genommen habe und dass ich über die Gefahren beim Arbeiten an elektrischen Anlagen und Betriebsmitteln unterwiesen wurde. Die Vorschriften werde ich beachten und einhalten. Datum: Unterschrift des Prüflings: 26