Luennot ja harjoitukset - Lectures and Exercises

  • Luennot ja harjoitukset - Lectures and Exercises

    UNDER CONSTRUCTION - sivua päivitetään koko kurssin ajan

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

    Materials-osioon on lisätty Otto Simolan laatima ohje Solidworks-mallinnusohjelmistoon.

    Huomaa pakolliset tehtävät (2), jotka annetaan luennoilla  24.2. ja (2.3.) (tulevat myös MyCoursesiin).

    Luento 13.1. Ma klo 10.15-11.45. 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 13.-17.1. Sähköpajalla: ma, ke, to klo 12-14, to klo 14-16 tai pe klo 10-12. Harjoitukset alkavat jo heti maanantaina luennon jälkeen. 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: valitse Tools-menusta oikea 'Board' (Arduino/Genuino UNO) ja 'Port', jossa näkyy kyseinen levy!

    Luento 20.1. Opastusta projekteihin ja kokemuksia aiemmilta kursseilta. Kuvia ja videoita.

    Juha Biström kertoo juottamisen tekniikoista.

    Ryhmien muodostaminen:

    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 mielenkiintoisia videoita aikaisemmista projekteista.

    Harjoitus 2.  20.-24.1. Teensy 2.0, RGB-LED. Arduinon kirjastot; kirjastoja käyttävät harjoitukset, LCD-näyttö ja servo, kannattaa ehkä tehdä UNO:lla. Lisäharjoituksena DC-moottorinohjain, joka ei vaadi kirjastoja.

    Teensy 2.0:n asentaminen

    Jos Teensyduinon asennus ei jostain syystä onnistu, RGB-LED-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.

    Teensyn asennus ei ehkä onnistu, jos Arduino-IDE on asennettu Storen kautta.

    Kimmolta saa tarvittaessa muita Arduino-versioita sekä esim. Teensyn uusinta ja tehokkainta versiota 4.0, jonka mikro-ohjaimena on 600 MHz:n kellotaajuudella toimiva Cortex-M7.


    Luento 27.1.  Arduinon rakenne ja ohjelmointi (Mikko Simenius). Luento pohjautuu Sami Pukkilan luentoon K2017.

    Arduinon perusteita.

    Harjoitus 3.  27.-31.1. Sami Pukkilan laatima ohjelmointiharjoitus sisältää hyvän ohjeistuksen; lisäapua kannattaa pyytää assistenteilta! Oheismateriaalia:

    Vähän erilaisia vanhempia ohjelmointiluentoja:  S2016, S2014, S2013


    Luento 3.2. Arduinon oheiskomponentit (Kimmo Silvonen)

    Luennolla annetaan vinkkejä mm. seuraavien komponenttien käyttöön: DC- ja vaihteistomoottorit, H-silta, pulssinleveysmodulaatio, askelmoottorit, servot, Bluetooth. Lisäksi esitellään omatekoisen Arduinon rakentaminen (kaikki osat löytyvät Pajalta). UNOn ja Teensyn käyttöjännitteistä puhutaan myös.


    Harjoitus 4. 3.-7.2. ESP32-harjoitus, jossa harjoitellaan WiFi- ja Bluetooth-yhteyksien luontia.

    Data sheet sisältää tietoa mm. käyttöjännitteen syötöstä.

    Harjoitus 4b. Lisäksi suositellaan kokeilemaan HC-05 tai HC-06 -tyyppisiä Bluetooth-moduleja 
    HC-05 ja HC-06. Näitä hankitaan piakkoin lisää, samoin piirilevyjä WT11-moduliin.

    Luento 10.2. 3D-tulostus ja laserleikkaus (Mikko Simenius)

    Harjoitus 5. 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-muistikortilla tai USB-tikulla. Materiaaliksi kannattaa lähes aina valita PLA. Toissa kevään kurssilla on linkit ulkomaisen huippuluennoitsijan materiaaliin (ks. luento 5.2.2018).

    Solidworks (Otto Simola)

    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!

    Akryylia meillä on useampaa eri väriä, mm. mustaa, valkoista, kirkasta ja opaalia - ehkä sinistäkin. Laserleikattavaa erikoisvaneria tulee tällä viikolla, paksuudet 0,4 mm .... 3 mm. Vanerin suurin levykoko on 61 cm x 61 cm, mutta leikkuriin mahtuu korkeintaan 504 mm x 302 mm.

    Harjoitus 5b. Anturiharjoitus (Tomi Pulli), Harjoitus on erittäin hyödyllinen monenlaisten projektien kannalta, mutta sen voi tehdä myöhemminkin.


    17.2. Koeviikolla ei ole luentoa

    Luento 24.2. AVP  Käyttäjälähtöinen tuotesuunnittelu, Meri Kuikka, Aalto Ventures Program. Tähä luentoon liittyy pakollinen harjoitus, jonka palaute annetaan to 5.3.

    Harjoitus 6.  14.-28.10.  
    Maanantain 24.02. luentoon liittyy pakollinen tehtävä, joka raportoidaan etukäteen varattuna aikana palautesessiossa torstaina 5.3. 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.

    Jos aikaa jää, voit mielellään  tehdä ylempänä mainitut harjoitukset 4b ja 5b.

    2.3. Ei luentoa. Tällä viikolla on toinen pakollinen ryhmätehtävä, joka palautetaan assistentille.

    Harjoitus 7. 2.-6.3.
    Tehtävänä on rakentaa ryhmän projektityöstä kolmiulotteinen pahvimalli mittakaavassa 1:1. 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

    Jo valmistuneita projektin osia saa tarvittaessa käyttää. Pahvin lisäksi muutkin materiaalit ovat sallittuja. Ryhmä esittelee mallin nimikkoassistentilleen 5.-13.3. Sopikaa tapaaminen tarvittaessa sähköpostilla; osoite löytyy Pajan lukujärjestyksestä. Nimikoassistentin näkee Pajan listasta. Jos ryhmällenne ei ole vielä kirjattu nimikkoassistenttia, pyytäkää sitä Pajalla.

    Muistakaa päiväkirjan palautus viimeistään 8.3.

    Luento 9.3. Freakduino-radio (Juha Mallat)
    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. Ohjeet: Freakduino (Otto Simola)

    Ei luentoa 16.3.
    Luentoja ei enää tänä keväänä pidetä. Katso kuitenkin alla olevat harjoitukset!

    Harjoitus 9 (= 5b.) Anturiharjoitus (Tomi Pulli), Harjoitus on erittäin hyödyllinen monenlaisten projektien kannalta.

    Uusi ohje ja Arduino-koodi lämpötila-anturille DS1820#.

    Ei luentoa 23.3. Arduinon väylät, Risto Järvinen (Comnet).
    Luennon jälkeen opiskelija tuntee SPI-, I2C- ja UART-väylien toimintaperiaatteet sekä osaa liittää niiden avulla antureita sekä välittää tietoa väylien kautta.


    Harjoitus 10.   23.-27.3.  Luentoon liittyy Pajalla tehtävä harjoitus:

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

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


    Ei luentoa 30.3. Arduino ja radiopiirit, Risto Järvinen (Comnet).
    Radiotietoliikenteen protokollien perusperiaatteet sekä tiettyihin tekniikoihin tutustuminen kuten uudelleenlähetykset, virheenkorjaus.

    Viimeinen harjoitus 11.   30.3.-3.4.  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 standardipinnijärjestyksellä olevia LDO-regulaattoreita.


    31.3. UUSI RYHMÄTEHTÄVÄ

    Lähettäkää nimikkoassistentille ja Kimmolle vapaamuotoinen tilannekatsaus ryhmänne ja projektinne tilanteesta 31.3. mennessä tai ainakin pian sen jälkeen. Riittää, että yksi ryhmäläinen toimittaa tämän, mutta ei haittaa, jos selvityksiä tulee samalta ryhmältä useampia. Tämän "tehtävän" suorittaminen katsotaan osaksi ryhmätyöprojektia ja se mahdollistaa myös tehokkaamman avun meidän taholtamme.

    Peruutettu: Noin 14.-15.5. Ryhmät esittelevät töitään Sähköpajalla Kimmolle. Ajankohtaa saatetaan siirtää myöhäisemmäksi.

    Tämän tilalla ryhmien töitä arvioidaan ensisijaisesti kurssin Wikiin laaditun dokumentoinnin perusteella.


    Ke 20.5. klo 12-16 Loppunäytös Dipolin Kaleva-salissa???. Loppunäytös on peruutettu.

    Opiskelijat voivat esitellä töitään seuraavien kurssien loppunäytöksissä tai esim. syksyn tai ensi kevään kurssin luennoilla, jos niin haluavat.

    Previous section

    ◄For Aalto users

    Next section

    Linkit Wikiin - Wiki Links►