Mikrocontroller im Maschinenbau

Die primäre Ausrichtung eines Mikrocontrollers für die Nutzung von Regelungs- und Steuerungsaufgaben ist das Interessante an diesem elektronischen Bauelement. Betrachtet man diese Bausteine im Detail, stellt man fest, dass diese über einige – je nach Baustein auch sehr viele – Ein- und Ausgänge verfügen, welche als Schalter, als Zustandsindikator, als PWM-Signal oder analoger und digitaler Messeingang verwendet werden können. 

Fur jeden halbwegs komfortabel betriebenen Prüfstand werden genau diese Eigenschaften einer Steuerung benötigt. Dann kombiniert mit einer möglichst intuitiven Bedieneroberfläche (GUI) und, falls erforderlich, verknüpft mit weiteren Messinstrumenten oder Datenquellen. 

Anhand eines konkreten Demonstrationsbeispiels wird die Nutzung von Mikrocontrollern mit der Laufzeitumgebung MicroPython in Verbindung mit einer in MATLAB® erstellten graphischen Benutzeroberfläche dargestellt.

• Hilfestellung zur Planung Ihrer Prüfstände und mechatronischen Projekte
• Programmierung von Mikrocontrollern mit MicroPython
• Anwendung von Mikrocontroller für: Spannungsmessung, Schalten von Leistung, Servoantrieb, Schrittmotor, Reaktion auf Tastendruck 
• Programmierung in MATLAB®
• Kommunikation zwischen MATLAB® und MicroPython
• Erstellen von grafischen Benutzeroberflächen in MATLAB®

Dieses Seminar richtet sich an Messtechniker, Ingenieure, Studierende aus Industrie, Hochschulen der angewandten Wissenschaften und sonstigen wissenschaftlichen Instituten, staatliche und industrielle Prüf- und Beschaffungsstellen, Entwicklungs- und Versuchsingenieure aller Gebiete, welche mit der Planung und Realisierung von Prüfaufgaben betraut sind.

Dienstag, 11. Februar 2025
8.45 bis 12.00 und 13.00 bis 16.15 Uhr

1. Planung mechatronischer Projekte (Vortrag)

• Aufgabenanalyse
• Anforderung an den Mikrocontroller
• Anforderung an Mikrocontroller-Software
• Anforderung an MATLAB®-Software

2. Elektronik - Elektronische Schaltungen für das Demo-Projekt (Vortrag)

• Temperaturmessung mittels NTC
• Tastenerkennung
• Elektronischer Schalter
• Spannungsausgabe
• Spannungsmessung
• Schrittmotor
• Servoantrieb

3. Programmiersprache Python (Übungen)

• Python IDLE - Integrierte Entwicklungs- und Lernumgebung
• Variablen in Python
• Methoden und Funktionen
• Rechnen mit Python
• Programme erstellen
• logische Operatoren
• if, while und for
• Module

4. Mikrocontrollerprogrammierung in MicroPython (Vortrag, Übungen)

• Unterschied zwischen Python und MicroPython
• Entwicklungsumgebung für MicroPython-Code
• MicroPython-Modul machine
• Class Pin
• Class PWM
• Class ADC
• Class I2C
• MicroPython-Programmcode für das Demo-Board

Mittwoch, 12. Februar 2025
8.45 bis 12.00 und 13.00 bis 16.15 Uhr

5. Grundlagen MATLAB® (Vortrag, Übungen)

• der MATLAB® Desktop
• Rechnen mit Skalaren, Vektoren und Matrizen
• logische Operatoren
• if, while, for und switch
• Programme erstellen in MATLAB®
• Funktionen und Objekte
• graphische Ausgaben

6. Kommunikation MATLAB® – MicroPython (Übungen)

• MicroPython REPL – Lese-Auswerte-Rückgabe-Schleife
• MATLAB® Serielle Schnittstelle - serialport
• Daten von MATLAB® zum Mikrocontroller
• Datenverarbeitung von Daten vom Mikrocontroller zu MATLAB®
• mehrere Mikrocontroller gleichzeitig

7. MATLAB® - App Designer (Übungen)

• Elemente und Aufbau von grafischen Benutzeroberflächen in MATLAB®
• Start- und Endfunktion
• grafische Elemente
• Properties
• CallBack – Funktionen
• Anwender – Funktionen

8. Grafische Benutzeroberfläche in MATLAB® (Übungen)

• Verknüpfen der grafischen Oberfläche mit dem Mikrocontroller
• Verarbeitung der Daten
• Verarbeitung der Nutzerinteraktion
• Verteilen der Anwendung