Zugl.: Erlangen, Nürnberg, Univ., Diss., 2009

Erlangen-Nürnberg, Univ., Diss., 2009.

Das Ziel dieser Abschlussarbeit ist die Neugestaltung und technische Weiterentwicklung des studentischen Schrittmotor-Praktikums. Dabei wird ein mikrocontrollergesteuerter Versuchsstand entworfen, umgesetzt und getestet. Neben einem unipolaren Motor und der bestehenden translatorischen Positioniermöglichkeit mit Referenzierung soll dabei ebenfalls ein bipolarer Schrittmotor sowie ein entsprechender Motortreiber mit der Möglichkeit zur Rotation in Mikroschritten integriert werden. Alle variablen Parameter zur Ansteuerung müssen letztlich vom Anwender über eine grafische Menüführung interaktiv eingestellt werden können. Die Durchführung des Praktikums wird dabei anhand einer anzufertigenden didaktischen Praktikumsanleitung erläutert, deren Struktur ebenfalls in der grafischen Bedienoberfläche des Mikrocontrollerprogramms mit integrierter Lernzielkontrolle abgebildet ist.:Inhaltsverzeichnis Erklärung Vorwort Inhaltsverzeichnis Anhangverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Ausgangssituation und Problemstellung 1.2 Zielstellung 1.3 Lösungsansatz 2 Theoretische Grundlagen und Stand der Technik 2.1 Elektromagnetische Schrittmotorantriebe 2.1.1 Begriffserklärung und Einordnung in der Antriebstechnik 2.1.2 Arten, Aufbau und Funktionsweise von Schrittmotoren 2.1.2.1 Reluktanzschrittmotor 2.1.2.2 Permanentmagnet-Schrittmotor 2.1.2.3 Hybridschrittmotor 2.1.3 Speisung der Strangwicklungen 2.1.3.1 Unipolare Beschaltung 2.1.3.2 Bipolare Beschaltung 2.1.4 Betriebsarten 2.1.4.1 Vollschrittmodus 2.1.4.2 Halbschrittmodus 2.1.4.3 Mikroschrittmodus 2.1.5 Anwendungen in der Praxis 2.2 Mikrocontroller 3 Theoretischer Entwurf des Versuchsaufbaus 3.1 Erhebung der Anforderungen an das abzuleistende Praktikum 3.2 Entwicklung einer Umsetzungsstrategie 3.3 Betrachtung der notwendigen elektronischen Bauteile 3.3.1 Mikrocontrollermodul – EasyPIC Pro V7 3.3.2 Unipolare Ansteuerung 3.3.2.1 Schrittmotor – 28BYJ-48 3.3.2.2 Motortreiber – ULN2003 3.3.3 Bipolare Ansteuerung und Referenzierung 3.3.3.1 Schrittmotor – NEMA17 3.3.3.2 Motortreiber – DRV8825 3.3.3.3 Endschalter – BCZAMD 3.3.4 Spannungsversorgung und -umwandlung 3.3.5 Schalt-, Steck- und Verbindungstechnik 3.4 Verknüpfung der Elemente in einem Schaltplan 3.5 Ansteuerung der Schaltung 3.6 Konstruktion der Linearachse 4 Praktische Umsetzung des Versuchsaufbaus 4.1 Fertigung der 3D-Druckteile 4.2 Umgestaltung und Montage der verwendeten Bauteile 5 Entwicklung einer Praktikumsanleitung 6 Programmierung der Steuerung 6.1 Programmerstellung und Programmieroberfläche 6.2 Aufbau der Menüführung und Funktionsbeschreibung 6.3 Vermeidung von Kollisionen im Betrieb 6.4 Umsetzung der variablen Schrittpausen 7 Zusammenfassung und Ausblick Literaturverzeichnis Anhang

Mikrocontroller erfreuen sich großer Beliebtheit in Elektronik-Bastelprojekte. Unzählige Anschlüsse und Features wie Timer, Counter, AD-Wandler, ... erlauben die Umsetzung komplexer Projekte. Doch wie erfolgt die Programmierung? Der Vortrag gibt einen einführenden Überblick zu AVR Mikrokontrollern, Programmierwerkzeugen und deren Anwendung anhand von Beispielen.

Mikrocontroller erfreuen sich großer Beliebtheit in Elektronik-Bastelprojekte. Unzählige Anschlüsse und Features wie Timer, Counter, AD-Wandler, ... erlauben die Umsetzung komplexer Projekte. Doch wie erfolgt die Programmierung? Der Vortrag gibt einen einführenden Überblick zu AVR Mikrokontrollern, Programmierwerkzeugen und deren Anwendung anhand von Beispielen.

Maxicap AB är ett företag som utvecklar och tillverkar elektronisk utrustning för bland annat olika mätuppgifter. Målet med detta examensjobb var att undersöka och implementera en stabil trådlös dataöverföringsmetod med den utrustning som Maxicap ville använda. Detta skulle åstadkommas/testas genom att sända temperatursensorvärden trådlöst med Nordic Semiconductor’ssändtagare (eng. transceiver) styrda av Atmel’s mikrokontrollers. Arbetet fokuserade på att få till denna stabila trådlösa överföring genom att implementera frekvenshoppning och datapaketskontroll på datatrafiken inom det fria 2,4 GHz ISM-bandet. All den C-kod som utvecklades i detta arbete är skriven för att vara lättanpassad till flera olika modeller av mikrokontrollers inom Atmel’s produktserie samt att kunna användas till andra liknande projekt. Koden är väldokumenterad med kommentarer vid varje funktionsblock som beskriver vad funktionerna gör och hur de skall användas. Arbetet resulterade i två fungerande prototyper. En enhet känner av temperaturen i luften och skickar sedan detta temperaturvärde trådlöst till enhet nummer två. Detta värde samt några inställningsvärden för mottagaren visas sedan på den enhetens display.

Der Vortrag zeigt Grundlagen und Möglichkeiten der Programmierung von ATMEL-Mikrocontrollern am Beispiel des ATMega32 (ATMega 644). Der integrierte USART-Baustein wird beispielhaft für Debugging und als Interface für einen Bootloader vorgestellt. Für die Kommunikation im Netz wird ein Ethernetcontroller (ENC28J60) am SPI-Interface angebunden. Am Beispiel der TCP/IP-Implementierung von Ulrich Radig wird die Funktionsweise erläutert. Die Anbindung von Sensoren (z.B. OneWire Temperatursensor) runden den Vortrag ab.

Zugl.: Dresden, Techn. Universiẗat, Diss., 2007.

Konstanz, FH, Diplomarb., 2004.

Regensburg, Univ., Diss., 2008.