Topic outline

  • Luennot ja harjoitukset

    Sisältö on pääosin sama kuin syksyn kurssilla.

    Kurssi alkaa etänä pidettävällä johdantoluennolla ma 11.1.2021 klo 10.15-11.45 (ks. alla) ja jatkuu kesään asti. Sähköpajalla tehtävät harjoitukset alkavat ensi viikolla, mutta Pajaan on hyvä käydä tutustumassa jo tällä viikolla harjoitusaikoina. Autamme Arduinon ja Teensyn asennuksessa ja eväslaatikon kokoamisessa. Oma läppäri on suositeltava, mutta ei välttämätön; assistentit opastavat alkuun. Harjoituksia voi Sähköpajan lisäksi tehdä myös läheisessä salissa AS6 ja TUAS-aulan vanhassa kirjastotilassa. Tämä huomioon ottaen tilojen riittävyys ei ole iso ongelma. Harjoituksia voi tehdä muinakin aikoina, mutta assistenttiapua saa parhaiten harjoitusaikoina.

    Harjoitusajat Sähköpajalla: ma, ke, to klo 12-14, to klo 14-16 tai pe klo 10-12. Kaikille opiskelijoille jaetaan henkilökohtainen "eväslaatikko" (komponenttivalikoima), jota saa täydentää kurssin aikana. Tämä kannattaa mieluiten pitää harjoituksissa mukana, mutta Pajaltakin löytyy vastaavat osat.

    1. Luento 11.1.2021 klo 10.15-11.45 Kurssin käytännöt. Mistä Sähköpajassa on kysymys?

    Linkki Zoom-luentoon: https://aalto.zoom.us/j/68108782843  Videotallenne

    Sulje mikrofonisi ennen luentoa, mutta voit avata sen tarvittaessa luennon aikana. Kysymykset sekä suullisesti että chatin kautta ovat suositeltavia (kysyjän ei mielestäni tarvitse esittäytyä). Minulle voi huomauttaa, jos en heti huomaa chatin kautta tulleita kysymyksiä. Tule ehdottomasti kuuntelemaan etäluentoa! Tulet huomaamaan, että kurssi on hauska ja kohtalaisen helppo.

    Harjoitusaikoina tällä viikolla tutustumme Sähköpajaan. Opastus Pajalle on kurssin etusivulla (MyCourses).

    Voit jo ensimmäisellä viikolla keskustella kurssista ja projektitöistä assistenttien ja Kimmon kanssa Sähköpajalla. Aloita heti päiväkirjan kirjoittaminen siitä, mitä teet ja mitä ajatuksia sinussa herää! Lähes ainoa tapa saada nolla tästä kurssista on jättää päiväkirja tekemättä. Ohje.

    --------------------------

    2. luento 18.1. Opastusta projekteihin ja kokemuksia aiemmilta kursseilta; ryhmien muodostaminen. Arduino ja Teensy, vähän peruselektroniikkaa.

    Suosittelen osallistumista etäluentoon livenä, koska ryhmiä voidaan perustaa myös luennon aikana.
    Ryhmät muodostetaan vapaaehtoisuuteen perustuen. Ryhmää voi tarvittaessa vaihtaa myöhemmin; tämä ei ole "juridisesti sitova" liitto. Saatte muodostaa ryhmiä myös oma-aloitteisesti. Luennolla esitellään aikaisempia projekteja. Kerro mahdollinen projekti-ideasi etukäteen Kimmolle sähköpostilla - autan tekijöiden löytämisessä.

    Harjoitukset alkavat tämän viikon harjoitusaikoina; voit tulla minä päivänä haluat. Kaikissa saman viikon harjoituksissa on samat tehtävät. Harjoituksiin voi ja jopa kannattaa tulla vaikka yksin.  Oma läppäri on erittäin suositeltava, vaikka Pajalla onkin vapaita koneita. Jos haluat esim. koronavaaran takia toimia harjoituksissa kokonaan yksin, tämä on mahdollista.

    Pajalla voi kuitata itselleen kurssin ajaksi eväslaatikon, jossa on tarvittavat osat harjoitusten tekemiseen. Voit kurssin aikana lainata mitä tahansa muitakin osia sekä harjoitteluun että projektityöhön. Valitettavasti näyttöjä tai kalliimpia antureita ym. osia ei voida tilata kaikille kurssilaisille omia, mutta kaikkia niitä pääsee käyttämään Sähköpajalla; voit myös lainata niitä muutamaksi päiväksi kotiin. Ei ole vaarallista, jos jotain menee rikki tai jos joku pikkuosa hukkuu matkalla. Eväslaatikon sisältö näkyy välilehdellä Materiaalit.

    Harjoitus 1. 18.-22.1.2021 Sähköpajalla (myös AS6 ja aulan Learning Hub). Ohje.

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

    Arduinon esimerkeistä suositellaan ainakin osioita: Basics, Digital ja Analog; FSR:t voi korvata painonapeilla; 64 ohmin kaiuttimen kanssa ei käytännössä tarvita 100 ohmin sarjavastusta. Esimerkkikoodit ovat Arduino IDE:ssä valmiina ja niiden dokumentointi löytyy Arduinon sivuilta kohdasta Built-In Examples (linkki harjoituksissa). 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!).

    --------------------------
    Jos sinulla ei vielä ole ryhmää, suosittelen meilaamaan Kimmolle tai kysymään harjoituksissa tai Slackissa, kenen kanssa voisit perustaa ryhmän tai missä ryhmässä olisi tilaa. Mm. useimmissa projektiaiheissa, jotka mainittiin ma luennon lopussa (ks. video) on vielä tilaa.

    3. luento 25.1.  klo 10.15-11.45. Arduinon ohjelmointi (Otto Simola).

    Luento:  https://aalto.zoom.us/j/68691814954    Video 

    Harjoitus 2, Wikissä harjoitus numero 3.  25.-29.1. Sami Pukkilan laatima harjoitus sisältää hyvän ohjeistuksen; lisäapua kannattaa pyytää assistenteilta!  Ohje. 

    Täydentävää materiaalia: Ohjelmointiluento K2017

    --------------------------

    4. luento 1.2.  klo 10.15-11.45. Arduino ja oheiskomponentit. Moottorit, H-silta, askelmoottorit, servot, bluetooth, ym.


    Harjoitus 3, Wikissä harjoitus numero 2.  1.-5.2. Teensy 2.0, RGB-LED, DC-moottorinohjain, servo, LCD-näyttö, Arduinon kirjastot  ym.   Ohje 

    Teensy 2.0:n asentaminen

    Jos teet harjoituksen kotona tai jos Teensyduinon asennus ei jostain syystä onnistu, tehtävät 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. Muut kuin RGB-LED-tehtävä on ehkä muutenkin hyvä tehdä UNOlla.

    Huomaa, että PWM ei toimi UNOn pinneissä 9 ja 10, kun käytetään Servo-kirjastoa.

    Pitemmässä Teensy++ 2.0 -mallissa on runsaasti liitäntöjä. Meiltä voi saada myös Teensyn uusinta versiota 4.0, jonka mikro-ohjaimena on 600 MHz:n kellotaajuudella toimiva Cortex-M7. Tämä on yksi markkinoiden tehokkaimmista Arduinoista. Teensyn 3.x ja 4.x -malleissa on myös D/A-muunnin.

    --------------------------

    5. luento 8.2.  klo 10.15-11.45. Mallinnus ja CAD-ohjelmistot (Mikko Simenius)

    Luento:  https://aalto.zoom.us/j/69502256296   Video 

    Harjoitus  4, Wikissä harjoitus numero 5. Mallintaminen.  Ohje.

    --------------------------

    6. luento 15.2.  klo 10.15-11.45. 3D-tulostus (Mikko Simenius)

    Luento: https://aalto.zoom.us/j/67814507928   Video 

    Sähköpajalle on hankittu runsaasti PLA-materiaalia 3D-tulostukseen. Suosittelemme mahdollisimman monia kokeilemaan jotain pientä tulostamista nyt, kun koneet eivät vielä ole kovassa käytössä. Myös laserleikkausta voi kokeilla assistentin avustuksella. Tähän sopivat parhaiten svg-tyyppiset vektorigrafiikkatiedostot (mm. Inkscape), mutta myös jopa jpg-kuvat; kaikkea, mitä Windowsista voi printata, voi myös laserleikata. Materiaalit: 3 mm paksu akryyli (eri värejä), 3 mm paksu vaneri (vähemmän suositeltava, mutta OK), pahvi, paperi, tietyt kankaat.

    Harjoitus 5, Wikissä harjoitus numero 4.  Anturiharjoitus. Erittäin tärkeä (ei liity luentoon).  Ohje.

    Digitaalinen etäisyysanturi  (eväslaatikon malli, ohje Materiaalit-osiossa). Tämä anturi on eväslaatikossa, samoin varsinaisen harjoituksen lämpötila-anturi. Punainen kiihtyvyysanturi ja vihreä etäisyysanturi löytyvät tällä hetkellä eväslaatikkopöydällä olevasta muovilaatikosta.

    --------------------------

    Ma 22.2. Koeviikolla ei ole luentoa eikä ohjattuja harjoituksia

    --------------------------

    7. luento 1.3.  klo 10.15-11.45  Arduinon väylät (Risto Järvinen, Comnet).

    Arduinoon liitetään usein antureita, kameroita, näyttöjä tai muita lisäosia standardoitujen väylien kautta. Luennon jälkeen opiskelija tuntee SPI-, I2C- ja UART-väylien toimintaperiaatteet sekä osaa liittää antureita sekä välittää tietoa väylien kautta.

    Luento: https://aalto.zoom.us/j/67931718729   Video 

    Harjoitus 6, Wikissä harjoitus 7. Luentoon liittyy Pajalla tehtävä harjoitus: uusi ohje
     

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

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

    --------------------------

    8. luento 8.3.  klo 10.15-11.45 Arduino ja radiopiirit (Risto Järvinen, Comnet).

    Radiotietoliikenteen protokollien perusperiaatteet sekä tiettyihin tekniikoihin tutustuminen kuten uudelleenlähetykset, virheenkorjaus.


    Harjoitus 7.  Tutustutaan mm. hyvin pieneen 2,4 GHz radioon (lähetin/vastaanotin).
    - Radiomodulin nRF24L01+ käyttö. Modulin alustaminen ja käytön perusteet.
    - Sensoriverkkoesimerkki radiomodulilla.

    Lähdekoodit   Kirjastot

    Jos käytät Teensyä: 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 nykyisin myös standardipinnijärjestyksellä olevia LDO-regulaattoreita. UNOn kanssa näitä ongelmia ei ole.

    --------------------------

    9. luento 15.3.  klo 10.15-11.45 Käyttäjälähtöinen tuotesuunnittelu, Meri Kuikka, AVP.

    Erittäin kiinnostava yleistajuinen luento - kannattaa kuunnella.


    Harjoitus 8, Wikissä harjoitus 6.

    ESP32-harjoitus  Harjoitus, josta on hyötyä projektitöihin (ei liity luentoon). ESP32-levyjä on monisäilössä ja runsaammin metallikaapissa, johon assistentilla on avain.

    Tällä tai ensi viikolla voisi olla sopiva ajankohta harjoitella HC-05 ja HC-06 -Bluetooth-moduulien käyttöä. Niitä löytyy eväslaatikoiden kanssa samalta pöydältä mm. kirjekuoresta ja pienestä pahvirasiasta. Android-puhelimiin on saatavana appeja, joilla yhteys Arduinoon muodostetaan. Bluetooth on helpoin tapa tehdä kauko-ohjaus. Kannattaa tarvittaessa pyytää assistentin apua. Ohjeita:


    --------------------------

    10. luento 22.3.  klo 10.15-11.45 Prototyyppien suunnittelu, Teppo Vienamo, Aaltonaut

    Tälle viikolle ei ole suunniteltu harjoituksia, mutta voit mielellään tehdä mahdollisia aiemmin väliin jääneitä harjoituksia. Pyydä assistentilta tarvittavia komponentteja.

    Tämä on alustavan tiedon mukaan viimeinen luento. Loppunäytöstä ei järjestetä tänä keväänä.

    --------------------------

◄ Previous section
Assignments
Next section ►
Linkit Wikiin - Wiki links