Topic outline

  • General

    Avasin 11.12. mahdollisuuden palauttaa opiskelupäiväkirjat (A4010 ja A4910) suoraan MyCoursesiin. Tämä korvaa sähköpostipalautuksen. Jos olet jo lähettänyt päiväkirjan sähköpostilla, voit halutessasi täydentää sitä tänne (Tehtävät). Muita muutoksia päiväkirjojen ohjeisiin ei ole suunnitteilla. Suositeltavin tiedostomuoto on PDF, jossa on yhdessä tiedostossa molemmat päiväkirjat (osa 1 ja osa 2). Päiväkirjan 1. sivulle kannattaa laittaa kurssin nimi, jotta näen helposti, kumpaa kurssia suoritat (tämä valinta koskee ns. sivuaineopiskelijoita). Mahdollisia ryhmävideoita voi hätätilassa laittaa tännekin, mutta mieluummin kurssin wiki-sivulle. Pyrkikää palauttamaan päiväkirjat ennen joulua, vaikka deadline onkin myöhemmin.

    Muistutan vielä, että Ulla Tuomisen säätiö palkitsee parhaita töitä aamulla 21.12. olevan wiki-dokumentointien tilanteen mukaan. Valinta perustuu siis erityisesti wikiin tehtyyn dokumentaatioon.  Dokumentointia saa vielä tämänkin jälkeen parannella niin, että se ehtii kurssin arviointiin mukaan.


    Luennon videotallenne on katsottavissa (osio Luennot).

    No Finnish language skills or preliminary knowledge in electronics or programming are needed to take the course. This is what you want - come and see! For information in English, please, contact kimmo.silvonen@aalto.fi

    ELEC-A4010 ja ELEC-A4910: molemmat kurssit käsitellään yhdessä; sivuaineopiskelijat voivat suorittaa 8 tai 5 op:n version, jotka eroavat lähinnä projektityön laajuudessa. Kurssi soveltuu hyvin myös Aallon kaikkien muiden koulutusohjelmien opiskelijoille - sisältö räätälöidään opiskelijan taustan mukaan.

    Tälle sivulle tulee mm. tärkeitä tiedotuksia ja ohjeita. Luennot ja harjoitukset -välilehdelle tulee uutta kirjaa lukuunottamatta kaikki opetusmateriaali ja tarkemmat tiedot luento- ja harjoitusohjelmasta. Näitä päivitetään kurssin aikana.

    Koronan takia loppunäytöstä ei ilmeisesti voida järjestää (alustava tieto).
    Video kevään 2019 loppunäytöksestä.

    Assistenttien lukujärjestys. Valitse tästä itsellesi yksi harjoitusaika (H) ja pyri käymään Pajalla sen lisäksi muina aikoina vähintään kerran viikossa tekemässä harjoituksia tai suunnittelemassa assistenttien tai ryhmäsi kanssa projektityötä.

    Opiskelupäiväkirjan ohje on välilehdellä Materiaalit.

    Osien hankinta projektityöhön: kaikki tilaukset tehdään Kimmon kautta; emme valitettavasti voi lunastaa kuitteja. Tästä kerron enemmän luennolla. Suunnitelkaa yhdessä assistenttien ja Kimmon kanssa, mitä osia tilataan. Ostopaikkoja.

    Kurssi alkaa Zoom-luennolla ma 7.9.2020 klo 14.15-15.45 ja jatkuu joulukuuhun asti. Linkit luentoihin tulevat välilehdelle Luennot ja harjoitukset. Sähköpajalla tehtävät harjoitukset alkavat samalla viikolla: ma klo 12-14 (jo 7.9. ennen luentoa), ke klo 12-14, to 12-14, to klo 14-16 sekä pe klo 10-12. Tämän lisäksi lukujärjestykseen tulee useita muita aikoja, jolloin harjoituksia ja projektityötä voi tehdä assistenttien avustuksella. Harjoituksissa tutustutaan mikro-ohjainten ohjelmointiin ja käyttöön, peruskomponentteihin sekä Sähköpajan resursseihin. Sinänsä Sähköpaja on aina auki, mutta käytävän ovet ovat illalla lukittuina. Voit käyttää Pajaa myös omiin projekteihisi tilan sallimissa rajoissa. Metallipajaa saa käyttää vain assistenttien valvonnassa. Siivoa aina jälkesi!

    Kurssi sisältää luennon kerran viikossa ja harjoituksia mikro-ohjaimien (Arduino, Teensy 2.0 ym.), muiden elektroniikan komponenttien sekä mittalaitteiden käyttöön. Pääosan kurssista muodostaa mikro-ohjainta käyttävä projektityö, joka dokumentoidaan huolellisesti Aalto-Wikiin. Projektityö tehdään 3-4 hengen ryhmissä. Aiheet voidaan valita assistenttien avustuksella suhteellisen vapaasti. Omia ideoita kannattaa ehdottomasti miettiä jo etukäteen, ennakko-osaamista ei vaadita! Käytännön syistä kannattaa välttää suurikokoisia projektitöitä ja sellaisia aiheita, joissa samaa rakennetta toistetaan tarpeetoman monta kertaa. Opiskelijoiden suosima 9:n voltin paristo riittää yleensä vain leluihin; jos kuitenkin haluat tehdä esim. moottoroidun laitteen, joka ei jaksa käydä, 9 voltin paristo on varteenotettava vaihtoehto teholähteeksi!

    Uusi kirja: Kimmo Silvonen, Elektroniikka ja sähkötekniikka, 504 s., ilmestyi 1.9.2018. Samaa kirjaa käytetään toisen vuoden Sähkötekniikka ja elektroniikka -kurssilla ja se sopii hyvin myös Protopaja-kesäkurssille. Kirjan arvostelu.

    Kurssin suorittaminen:

    1. Osallistuminen luennoille ja harjoituksiin. Harjoitusten sisältö päivitetään Luennot ja harjoitukset -välilehdelle, osa harjoituksista on pakollisia. Aktiivisella osallistumisella pääset ilman muuta kurssista läpi, kunhan hoidat kaksi seuraavaa kohtaa kelvollisesti - kannattaa silti tähdätä huippuarvosanaan!

    2. Opiskelupäiväkirja, jossa kerrot luennoista, viikkoharjoituksista ja muusta opiskelustasi kurssilla sekä projektityöskentelystä (päiväkirja on vapaamuotoinen, siinä mitataan enemmän ahkeruutta kuin osaamista). Päiväkirjan välipalautus on lokakuun lopussa ja lopullinen palautuspäivä joulukuussa (erillinen ohje on Materiaalit-välilehdellä).

    3. Ryhmässä (3-4 henkeä) tehtävä projektityö ja sen dokumentointi Aalto-wikiin. Projektin esittely Kimmolle. Projektiesittely on ryhmäkohtainen, joten kaikkien jäsenten ei ole pakko olla mukana.

    Tehdään tästä yhdessä sellainen kurssi, jonka muistamme pitkään! Käy säännöllisesti ja usein Pajalla - voit rakentaa ikimuistoisen härpäkkeen, jonka kuvauksen voit vaikkapa liittää CV:hen!

    Jos otat minuun yhteyttä sähköpostilla, kannattaa käyttää oikeata sähköpostia - MyCo estää teknisesti vastaamisen sen kautta lähetettyihin viesteihin ja, mikä hulluinta, saattaa piilottaa lähettäjän sähköpostiosoitteen. Vastaan mielelläni kysymyksiin.

    kimmo.silvonen@aalto.fi

    Pajan sijainti

    Sähköpaja sijaitsee TUAS-talon 1. kerroksessa, huone 1558. Kun tulet TIKin puolelta TUAS-talolle sisään, kävele oikealla olevan vahtimestarin tiskin ohi hissille asti ja käänny heti sen jälkeen oikealle lyhyeen käytävään (kuvan lasiovet)! Paja on nyt 10 metrin päässä suoraan edessäsi, mutta et pääse sinne seinien ja huoneiden läpi. Kierrä siis vasemalta tai oikealta Pajan ohi kulkevalle käytävälle. Muista numero 1558, muuten et löydä Pajaa näilläkään ohjeilla, koska tila on eräänlaisessa käytävän syvennyksessä! Huomaa, että väliovet ovat virka-ajan ulkopuolella lukittuina!

    Sähköpajan käytävä

    Pajan aukiolo: Paja on koko ajan auki, mutta käytävien ovet ovat illalla lukossa klo 18 jälkeen, kesällä jo klo 15.30.

    Harjoitusajat on merkitty lukujärjestykseen H:lla; tietyn viikon jokaisessa harjoituksessa on sama aihe. Harjoitusten sisältö päivitetään Luennot ja harjoitukset -välilehdelle. Pajaa voi käyttää muulloinkin, jos väliovien lukitus ei estä kulkua. Sivun alussa on linkki assistenttien lukujärjestykseen.

    Johtava sähkötekniikan peruskoulutuksen tukija Ulla Tuomisen säätiö palkitsee parhaita töitä. Kokeneemmat harrastajat haastetaan ohjaamaan aloittelijoita! Tämä katsotaan ansioksi kurssia suoritettaessa. Kurssi tekee yhteistyötä Aalto Ventures Programin, Design Factoryn ja Aaltonaut-ryhmän kanssa. Vuonna 2018 Sähköpaja-projektille myönnettiin Aalto Excellence Recognition -tunnustus. Sähköpaja on saanut lahjoituksena suomalaisen Bluegigan (Silicon Labs) bluetooth-moduleja antenneineen projektitöissä käytettäväksi. Olemme hiljattain hankkineet yksityisen lahjoittajan avustuksella Sähköpajalle mm. seitsemännen 3D-tulostimen, laserleikkurin, jyrsimen, pintaliitosuunin sekä toisen stereomikroskoopin ja toisen lämpökameran! Viimeisin hankinta on logiikka-analysaattorina (16 kan.) toimiva nelikanavainen oskilloskooppi ja sen jälkeen vielä 3 GHz:n taajuudelle yltävä spektrianalysaattori. Yleiselektroniikka Oy lahjoitti Sähköpajalle v. 2019 kuuden GHz:n taajuudelle ulottuvan piirianalysaattorin.

    Teille, jotka vasta aloititte opiskelun, pyritään tekemään ikimuistoinen syksy! Vanhemmille opiskelijoille tämä voisi olla juuri sitä "mitä aina halusit tehdä"!

    Esimerkkejä kurssin projektitöistä

    Tambot, Automaattisesti tammea pelaava robotti (2 min 12 s, Lari Haapaniemi. Veeti Kahilainen, Joona Sauramäki, Markus Tuominen)

    Sähköpajan aivot Heurekassa

    Sähköpajalla kehitetyt aivot Heurekan näyttelyssä, oikealla Sami Keskinen; Paavo Reinikka puuttuu kuvasta.

    Animated 3D RGB POV Display

    Video keväältä 2017: 3D animation RGB LED POV Display (2 min 45 s, Jaakob Lidauer, Kalle Petäjäaho, Vili Ojala, Joakim Lyyski).


    Video syksyltä 2014:

     

    Video 2015-2016: https://www.youtube.com/watch?v=B-ZR_v2XO6g

    Video, QuadCopter Final Cut 2014:

     

    Kuvia syksyn 2014 töistä: http://users.aalto.fi/~ksilvone/S2014/

    Kuvia kevään 2016 töistä: https://users.aalto.fi/~ksilvone/K2016/

    Aalto Festival 2017 (Sähköpaja mukana):


    Welcome!

  • Materials

  • Assignments

  • Luennot ja harjoitukset - Lectures and exercises

    26.10. 2020 Bluetooth-harjoitus lisätty luennon kohdalle.

    Kurssi alkaa etänä pidettävällä johdantoluennolla ma 7.9.2020 klo 14.15-15.45 (ks. alla) ja jatkuu joulukuuhun asti. Sähköpajalla tehtävät harjoitukset alkavat samalla viikolla. Oma läppäri on suositeltava, mutta ei välttämätön; assistentit opastavat alkuun. Koronarajoitusten takia harjoitusryhmät jaetaan AIT-fuksien osalta tutor-ryhmittäin. Muut voivat tilan sallimissa rajoissa tulla siihen harjoitusryhmään, joka parhaiten sopii. Harjoituksia voi Sähköpajan lisäksi tehdä myös 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.

    Uusia harjoitusohjeita (ydinsisältö on sama kuin alla olevissa vanhemmissa ohjeissa):


    Luento- ja harjoitusohjelma:

    Ensimmäinen harjoitusryhmä on ma 7.9. klo 12-14 jo ennen luentoa. Kimmo on 7.9. paikalla noin klo 12-13 (mutta ei myöhemmin maanantaisin). Tulkaa rohkeasti jo tähän ensimmäiseen harjoitukseen, jos tämä aika on teille paras.

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

    Luento Ma 7.9. klo 14.15-15.45. Kurssin käytännöt, mistä Sähköpajassa on kysymys? Tule ehdottomasti kuuntelemaan etäluentoa ja mahdollisesti keskustelemaan Zoomilla kanssamme luennon jälkeen! Tulet huomaamaan, että kurssi on hauska ja kohtalaisen helppo. Linkki Zoom-luentoon:
    Sulje mikrofonisi ennen luentoa, mutta voit avata sen tarvittaessa luennon aikana. Kysymykset ovat suositeltavia (kysyjän ei mielestäni tarvitse esittäytyä).
    Tallenne luennosta; editoimaton audiotallenne (huom. alussa on 15 min. tyhjää).

    Harjoitus 1.  ma-pe(ma) 7.-14.9. Harjoitukset alkavat jo maanantaina, mutta myös toisella viikolla pääsee tarvittaessa harjoittelemaan ensimmäisen viikon asioita. Kaikissa saman viikon harjoituksissa on yleensä samat tehtävät. Harjoituksiin voi ja jopa kannattaa tulla vaikka yksin. Assistentti koostaa tarvittaessa pieniä harjoitusryhmiä esim. saman tietokoneen ääreen. Oma läppäri on erittäin suositeltava, vaikka Pajalla onkin vapaita koneita. Jos haluat esim. koronavaaran takia toimia harjoituksissa kokonaan yksin, tämä on mahdollista.

    Yllä oleva ohje (Harjoitus 1.) näkyy ilman kirjautumista. Uusi harjoitusohje

    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.

    Pajalla voi kuitata itselleen kurssin ajaksi eväslaatikon, jossa on kaikki 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.

    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. 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!).

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

    Luento 14.9. Opastusta projekteihin ja kokemuksia aiemmilta kursseilta. Ryhmien muodostaminen, Arduino ja Teensy, vähän peruselektroniikkaa.

    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. Voit kertoa mahdollisen projekti-ideasi etukäteen Kimmolle - autan tekijöiden löytämisessä.

    Harjoitus 2.  14.-21.9. Arduinon kirjastot, Teensy 2.0, RGB-LED, DC-moottorinohjain ym.


    Teensy 2.0:n asentaminen

    Jos teet harjoituksen kotona tai 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.

    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.

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

    Luento 21.9.  klo 14.15-15.45. Arduinon ohjelmointi (Otto Simola).

    Luento: https://aalto.zoom.us/j/61816754350  Video 

    Harjoitus 3.  21.-28.9. Sami Pukkilan laatima harjoitus sisältää hyvän ohjeistuksen; lisäapua kannattaa pyytää assistenteilta!

    Uusi harjoitusohje 

    Oheismateriaalia:

    Ohjelmointiluento K2017

    Ohjelmointiluento S2016 esimerkki.ino

    Ohjelmointiluennot 2013 ja 2014   Ohjelmointiharjoitus  (esimerkki-ino)

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



    Harjoitus 4.  Anturit. Ohje.

    Digitaalinen etäisyysanturi (malli "eväsrasia")

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

    Luento 5.10. Mallinnus ja CAD-ohjelmistot (Mikko Simenius)

    Luento:  https://aalto.zoom.us/j/62312252670  Video 

    Harjoitus  5. Mallintaminen

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

    Luento 12.10. 3D-tulostus (Mikko Simenius)

    Luento: https://aalto.zoom.us/j/68037540914   Video 

    Sähköpajalle on hankittu runsaasti PLA-materiaalia 3D-tulostukseen. Suosittelemme mahdollisimman monia kokeilemaan jotain pientä tulostamista nyt, kun koneet eivät vielä ole kovassa käytössä.

    Harjoitus 6. ESP32-harjoitus  (hyödyllinen harjoitus, joka ei liity luentoon).

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

    Ma 19.10. Koeviikolla ei ole luentoa eikä ohjattuja harjoituksia

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

    Luento 26.10. Mallit ja prototyypit. Teppo Vienamo.

    Luento: https://aalto.zoom.us/j/69637571261  Video 

    Paja on normaalisti auki ja assistentit ovat yleensä Paja-aikoina paikalla.

    Harjoitus 7.  Kokeillaan Bluetooth-moduleja HC-05 ja HC-06.  Ammattimaisempaan WT11-moduliin on tarvittaessa saatavana piirilevyjä; muuten se edellyttää johtojen juottamista kapeisiin liittimiin.

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

    Luento 2.11. 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/62265787259  Video


    Harjoitus 8.  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)

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

    Luento 9.11. Arduino ja radiopiirit (Risto Järvinen, Comnet). Radiotietoliikenteen protokollien perusperiaatteet sekä tiettyihin tekniikoihin tutustuminen kuten uudelleenlähetykset, virheenkorjaus.

    Luento: https://aalto.zoom.us/j/66740092642  Video

    Harjoitus 9.  Tutustutaan mm. hyvin pieneen 2,4 GHz radioon (lähetin/vastaanotin).
    - radiomodulin nRF24L01+ käyttö. Modulin alustaminen ja käytön perusteet
    - Sensoriverkkoesimerkki radiomodulilla

    Harjoitus

    Lähdekoodit   Kirjastot

    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.

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

    Ma 16.11. ei luentoa

    Ma 23.11. ei luentoa

    Ma 30.11. ei luentoa

    Ma 7.12. Koeviikolla ei ole luentoa




  • Linkit Wikiin - Wiki links

    Projektien dokumentointi

    Kurssin Wiki-sivuilla on kullekin ryhmälle oma alisivunsa, jonne ryhmä laatii yhteisen vapaamuotoisen dokumentoinnin. Pääset lukemaan ja kirjoittamaan dokumentteja Aalto-tunnuksilla. Tarkistakaa ryhmänne jäsenet ja nimien oikeinkirjoitus sekä nimikkoassarinne! Kirjoittakaa varsinaisen dokumentin alkuun ryhmän jäsenten nimet ja nimen kohdalle myös "5 op", jos suoritat viiden op:n kurssia!

    Syksy 2020: https://wiki.aalto.fi/pages/viewpage.action?pageId=163026451

    Kevät 2020: https://wiki.aalto.fi/pages/viewpage.action?pageId=163026445

    Syksy 2019: https://wiki.aalto.fi/pages/viewpage.action?pageId=128678256

    Kevät 2019: https://wiki.aalto.fi/pages/viewpage.action?pageId=128678250

    Syksy 2018: https://wiki.aalto.fi/pages/viewpage.action?pageId=128678242

    Kevät 2018: https://wiki.aalto.fi/pages/viewpage.action?pageId=128678230

    Syksy 2017: https://wiki.aalto.fi/pages/viewpage.action?pageId=128659831

    Kevät 2017: https://wiki.aalto.fi/display/A4010K2017

    Syksy 2016: https://wiki.aalto.fi/display/A4010S2016

    Kevät 2016: https://wiki.aalto.fi/display/A4010K2016

    Syksy 2015: https://wiki.aalto.fi/display/A4010S2015

    Kevät 2015: https://wiki.aalto.fi/pages/viewpage.action?pageId=106253609

    Syksy 2014: https://wiki.aalto.fi/display/A4010S2014

    Kevät 2014: https://wiki.aalto.fi/display/A4010K2014

    Syksy 2013: https://wiki.aalto.fi/display/A4010

    Kevät 2013 (pilottikurssi): https://wiki.aalto.fi/display/sahkopaja/Etusivu