Luennot ja harjoitukset - Lectures and Exercises

  • Luennot ja harjoitukset - Lectures and Exercises

    UNDER CONSTRUCTION

    Tälle sivulle tulee luento- ja harjoitusohjelma sekä niihin liittyviä tiedotuksia ja linkkejä ulkopuolisiin aineistoihin.

    Huomaa pakolliset tehtävät (2), jotka annetaan luennoilla 14.10. ja 28.10. (tulevat myös MyCoursesiin).

    Luento 9.9. Ma klo 14.15-15.45. Kurssin käytännöt, mistä Sähköpajassa on kysymys? Tule ehdottomasti kuuntelemaan luentoa ja mahdollisesti keskustelemaan kanssamme luennon jälkeen! Tulet huomaamaan, että kurssi on hauska ja kohtalaisen helppo.

    Harjoitus 1.  ma-pe 9.-16.9. Sähköpajalla: ma, ke, to klo 12-14, to klo 14-16 tai pe klo 10-12. Harjoitukset alkavat varsinaisesti keskiviikkona, mutta voit tulla jo maanantainakin Pajalle. Kaikissa saman viikon harjoituksissa on samat tehtävät. Harjoituksiin voi ja jopa kannattaa tulla vaikka yksin. Assistentti koostaa tarvittaessa pieniä harjoitusryhmiä esim. saman tietokoneen ääreen.

    Opastus Pajalle on kurssin etusivulla (MyCourses). Tällä viikolla tutustumme Sähköpajaan ja aloitamme Arduino-harjoitusten tekemisen kaikkina harjoitusaikoina. Aloita heti päiväkirjan kirjoittaminen siitä, mitä teet ja mitä ajatuksia sinussa herää! Lähes ainoa tapa saada nolla tästä kurssista on jättää päiväkirja tekemättä.

    Arduinon esimerkeistä suositellaan ainakin: Blink, Digital Read Serial, Analog Read Serial, Read Analog Voltage ja Fade. Käy mahdollisimman usein Pajalla tekemässä harjoituksia tai suunnittelemassa projektiasi! Komponentteja saa lainata kotiin sopimuksen mukaan. Keskustelkaa projekti-ideoistanne ja niihin tarvittavista osahankinnoista mahdollisimman aikaisessa vaiheessa assistenttien kanssa (pakollista!).

    Arduinon asentaminen: tarkista Tools-menusta oikea 'Board' (Arduino/Genuino UNO) ja 'Port', jossa näkyy kyseinen levy!

    Luento 16.9. Opastusta projekteihin ja kokemuksia aiemmilta kursseilta. Ryhmien muodostaminen:

    Kimmo kertoo Tietotekniikan ja elektroniikan seuran Ällistyttävät robotit -kilpailusta, ks. www.ties.fi.

    Jokainen saa värillisen rintalapun, johon kirjoitetaan oma nimi. Värikoodit: keltainen = (vain) rakentelukokemusta; oranssi = (vain) ohjelmointikokemusta; vihreä = molempia; punainen = ei kumpaakaan. Jos sinulla on projekti-idea, kirjoita se luennon alussa A4-paperille (mielellään suomeksi ja lyhyesti englanniksi)! Ryhmät muodostetaan luennolla ohjatusti (vapaaehtoisuuteen perustuen). Muodostakaa ryhmät mieluiten niin, että joka ryhmässä on vähintään yksi punainen ja yksi muu väri! Tämä ei ole "juridisesti sitova" liitto. Saatte muodostaa ryhmiä myös oma-aloitteisesti, mutta tulkaa silti luennolle - siellä kirjataan perustetut ryhmät ja käsitellään muitakin tärkeitä asioita! Luennolla näytetään kuvia ja videoita aikaisemmista projekteista.

    Harjoitus 2.  16.-23.9. Arduinon kirjastot, Teensy 2.0, RGB-LED, DC-moottorinohjain ym.

    Teensy 2.0:n asentaminen

    Jos Teensyduinon asennus ei jostain syystä onnistu, tehtävän voi tehdä myös Arduino UNO:lla. Tarkoitus on vain tutustua Teensyyn, joka muistuttaa hyvin paljon Arduino UNOa - yleensä samat sketchit toimivat molemmissa. Pajan koneissa Teensyn pitäisi toimia.

    Pyrimme hankkimaan lähiviikkoina Teensyn uusinta ja tehokkainta versiota 4.0, jonka mikro-ohjaimena on 600 MHz:n kellotaajuudella toimiva Cortex-M7.


    Luento 23.9.  Arduinon rakenne ja ohjelmointi (Mikko Simenius).

    Arduinon perusteita.

    Harjoitus 3.  23.-30.9. Sami Pukkilan laatima harjoitus sisältää hyvän ohjeistuksen; lisäapua kannattaa pyytää assistenteilta!

    Oheismateriaalia:

    Ohjelmointiluento K2017

    Ohjelmointiluento S2016 esimerkki.ino

    Ohjelmointiluennot 2013 ja 2014   Ohjelmointiharjoitus  (esimerkki-ino)

    Luento 30.9. Arduino ja oheiskomponentit. Miten esimerkiksi anturit, moottorit tai servot yhdistetään Arduinoon (Kimmo Silvonen)

    Harjoitus 4.  30.9.-7.10.  Anturiharjoitus sekä siihen liittyvät tiedostot Anturisoftat (zip)

    Lämpötila-anturin kanssa kannattaa käyttää oheisen linkin ohjeita:
    https://create.arduino.cc/projecthub/everth-villamil-ruiz/temperature-sensor-ds18b20-3decfc
    DS18B20P-malli ei toimi annetuilla ohjeilla. Pajalle tulee 2.-3.10. lisää oikeata mallia DS18B20+. Niitä on nyt jo siellä muutama.

    Aleksi Turusen laatima ohje yleisemmälle etäisyysanturille, josta on hyviä kokemuksia - tätä kannattaa kokeilla!

    Lisäharjoituksena voit suunnitella Arduino-soittimen, jonka sävelkorkeus riippuu käden etäisyydestä etäisyysanturiin. Olisiko tämä peräti "Köyhän henkilön Theremin"?

    Luento 7.10.  3D-tulostus ja laserleikkaus (Mikko Simenius).

    3D-tulostuskalvot aiemmalta sähköpajakurssilta

    Harjoitus 5.  7.-14.10.

    3D-tulostetaan jotain pientä joko valmiin mallin tai mieluummin oman suunnitelman pohjalta. Malleja voi suunnitella mm. ilmaisella OpenSCAD-ohjelmistolla, joka löytyy Pajan koneista ja jota muutamat assistentit osaavat käyttää (itseopiskelu on varsin helppoa!). Hyviä aiheita tulostuskokeiluun ja myös oman mallin suunnitteluun ovat mm. hammasrattaat, pieni kahvikuppi tai avaimenperä. 3D-tulostimia ohjataan Cura-ohjelmalla, joka ymmärtää mm. stl-tiedostomuotoa; Curan tuottama lopullinen tulostustiedosto viedään printterille SD-kortilla tai USB-muistitikulla. Materiaaliksi kannattaa lähes aina valita PLA. Toissa kevään kurssilla on linkit ulkomaisen huippuluennoitsijan materiaaliin (ks. luento 5.2.2018).
    OpenSCAD CheatSheet  Manual.

    Laserleikkurin käyttöön kannattaa myös tutustua. Leikkurin ohjelmisto RetinaEngrave näkyy sitä ohjaavassa PC:ssä printterinä. Kaikkea, mitä voi printata Windowsista, voi myös laserleikata. Yleensä leikattavat muodot määritellään vektorigrafiikkana (esim. ilmainen Inkscape). Valokuvia voi kaivertaa käytetyille materiaaleille (lähinnä 3 mm paksu vaneri ja akryyli sekä normaali paperi tai pahvi, ehkä myös kangas). Leikkausparametrit asetetaan RetinaEngrave-ohjelmassa - tähän vaiheeseen on syytä pyytää assistentin apua!

    Ma 14.10. klo 14:15-15:45. Käyttäjälähtöinen tuotesuunnittelu, Meri Kuikka, Aalto Ventures Program. 


    Harjoitus 6.  14.-28.10.  
    Maanantain 14.10. luentoon liittyy pakollinen tehtävä, joka raportoidaan etukäteen varattuna aikana palautesessiossa torstaina 31.10. Tehtävää varten palautetaan projektityötänne kuvaava esite ja kooste haastatteluhavainnoista. Tuokaa molemmat paperikopioina pienryhmätapaamiseen, erillistä palautusta mycoursesiiin ei tarvita. Varaa ryhmäsi kanssa aika pienryhmätapaamiseen täältä: http://bit.ly/2FIjUwl Pienryhmätapaamista varten tapaamme sähköpajalla, josta siirrymme lähellä oleviin neukkareihin AVP:n tiloihin toisessa kerroksessa.

    21.-25.10. Koeviikolla ei ole luentoa eikä harjoituksia, mutta Paja on normaalisti käytettävissä. Tämä on myös hyvä ajankohta tehdä aiemmin kesken jääneitä harjoituksia tai ryhmän projektityötä.

    Luento 28.10.  Mallit ja prototyypit, Teppo Vienamo & Salu Ylirisku

    Harjoitus 7.  28.10.-7.11.: toinen pakollinen ryhmätehtävä

    Tehtävänä on rakentaa ryhmän projektityöstä kolmiulotteinen pahvimalli 1:1 mittakaavassa. Siinä tulee huomioida:
    1. Runko ja liikkuvat osat
    2. Virtalähde, piirikortti, moottorit ja muut sähkölaitteet
    3. UIkonäkö ja käyttöliittymä
    4. Rakenne: sopiva koko, lujuus ja jäykkyys

    Palaute tästä ja edellisestä pakollisesta tehtävästä annetaan 31.10. Linkki tehtävä 6. varauslistaan: http://bit.ly/2FIjUwl Tehtävä 6. palautteen jälkeen 20 minuutin palaute pahvimalleista.

    Luento 4.11. Radiotekniikkaa ja Freakduino, Juha Mallat, ELE.

    Luennon aluksi Sami Tuomi kertoo kiinnostavasta uudesta hands-on-kurssista.

    Yleistä radioyhteyksistä. Esimerkkinä Arduino-pohjainen Freakduino-Chibi ja sen ohjauskoodi. Harjoituksessa kokeillaan 2,4 GHz taajuudella toimivaa Freakduinoa. Se on UNO-tyyppisen Arduinon ja radiolähetin-vastaanottimen yhdistelmä, jonka kantama on helposti 100 m. Opiskelijat voivat halutessaan käyttää tätä tai eräitä pienempiä radiopiirejä projekteissaan; niillä voi helposti esim. siirtää pieniä määriä dataa tai tehdä kauko-ohjauksen joystickillä. Muita hyviä vaihtoehtoja kauko-ohjaukseen ovat muut 2,4 GHz tai 433 MHz radiot, WLAN tai Bluetooth.

    Harjoitus 8.   4.-11.11.


    Kim Palko on laatinut uudet ohjeet, jotka korvaavat alla olevat linkit (jätin ne vielä varmuuden vuoksi näkyviin):

    Harjoitus   Esimerkit

    Asennusohjeita   Lisäohjeita   DataSheet

    DataSheet sisältää mm. ohjeita chibiArduino-kirjaston asentamiseen eri käyttöjärjestelmissä (s. 9). Examples hakemistoon asentuu chibiArduinon alle valmiita esimerkkejä. Levyn tyypiksi valitaan: Arduino Pro or Pro Mini (3.3V, 8 MHz) w/ATMega328. Huom! Levyn päädyssä on pieni kytkin, josta valitaan tehonsyöttö joko USB:n tai erillisen paristoliitännän kautta. Lisäksi levyllä on keltainen irrotettava jumpperi, jolla virransyötön voi asettaa tulemaan mustan dc-liittimen kautta.

    Luento 11.11. Arduinon väylät, Risto Järvinen (Comnet). Luennon jälkeen opiskelija tuntee SPI-, I2C- ja UART-väylien toimintaperiaatteet sekä osaa liittää antureita sekä välittää tietoa väylien kautta.
    Arduinoon liitetään usein antureita, kameroita, näyttöjä tai muita lisäosia standardoitujen väylien kautta.

    Harjoitus 9.   11.-18.11.  Luentoon liittyy Pajalla tehtävä harjoitus:

    - Viestintä sarjaportilla   UART 
    - Master/slave-viestintä I2C-väylällä I2C 

    Koodit (Master/Slave, UART, ino, zip)  Esimerkit (ino, zip)


    Luento 18.11. Arduino ja radiopiirit, Risto Järvinen (Comnet). Radiotietoliikenteen protokollien perusperiaatteet sekä tiettyihin tekniikoihin tutustuminen kuten uudelleenlähetykset, virheenkorjaus.

    Harjoitus 10.   18.-25.11.  tutustutaan mm. hyvin pieneen 2,4 GHz radioon (lähetin/vastaanotin).
    - radiomodulin nRF24L01+ käyttö. Modulin alustaminen ja käytön perusteet
    - Sensoriverkkoesimerkki radiomodulilla

    Huomaa, että Pajan LD1117V33C LDO-regulaattorissa on oheisesta ohjeesta poikeava epästandardi nastajärjestys: ei In-Gnd-Out, vaan Gnd-Out-In. Regulaattoria tarvitaan Teensyn kanssa, koska siinä ei ole 3,3 V liitäntää kuten UNO:ssa. Kun 5 V pitää alentaa 3,3 volttiin, tavallinen regulaattori (joka ei siis ole LDO) ei välttämättä toimi liian pienen jännite-eron (5-3,3) takia. Pajalta löytyy myös standardipinnijärjestykselläö olevia LDO-regulaattoreita.

    Harjoitus

    Lähdekoodit   Kirjastot


    Luento 25.11. Using rapid prototyping skills in scientific research (Dr. Sunjun Kim, Comnet).
    Luennoitsija kertoo esimerkkejä siitä, miten "Sähköpaja-tasoisia" elektroniikkalaitteita on menestyksellisesti käytetty tieteellisten artikkelien koelaitteina. Viime vuoden perusteella tiedän, että luento on hyvin kiinnostava!


    Luento 2.12.  Ei luentoa.

    Torstai 12.12. (tai muu aika sopimuksen mukaan). Ryhmät esittelevät töitään Sähköpajalla Kimmolle vapaamuotoisesti - laitteen mahdollista toimintaa ei tarvitsee esitellä. Töiden ei tarvitse muutenkaan vielä olla valmiita tai edes toimivia. Kaikkien ryhmäläisten ei tarvitse osallistua, mutta esittely on ryhmäkohtaisesti pakollinen. Pajalle tulee varauslista, josta ryhmät voivat varata 15 min. pitkän esittelyajan. Tämä pikkuesittely ei korvaa loppunäytöstä. Tarkoituksena on kartoittaa projektien tämänhetkinen tila ja sopia töiden viimeistelystä sekä loppunäytöksen esiintymistavasta.

    Loppunäytös (Final Gala), ke 18.12. klo 13-16, Dipolin Lumituuli-auditorio.
    Esityksiä kannattaa tulla valmistelemaan jo klo 12. Suulliset esitykset alkavat klo 13.15. Perheenjäsenet, koululaiset ja kaikki muut vieraat ovat tervetulleita! Noin puolet ryhmistä esiintyy suullisesti - loput "messuosastoina". Ohjeita.



    Previous section

    ◄For Aalto users

    Next section

    Linkit Wikiin - Wiki Links►