Topic outline

  • Luennot ja harjoitukset

    Huomaa 3 pakollista tehtävää, jotka annetaan luennoilla 11.10. ja 18.10. Tehtävät tulevat myös tälle sivulle MyCoursesiin.

    Kurssi alkaa etänä pidettävällä johdantoluennolla ma 13.9.2021 klo 14.15-15.45 (ks. alla) ja jatkuu jouluun asti. Sähköpajalla tehtävät harjoitukset alkavat samalla viikolla (useita aikoja, voit halutessasi tulla jo maanantaina ennen luentoa). 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.

    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. Linkki harjoituksiin: https://wiki.aalto.fi/display/SPK2021/Harjoitukset

    1. Luento Ma 13.9.2021 klo 14.15-15.45 Kurssin käytännöt. Mistä Sähköpajassa on kysymys?

    Linkki Zoom-luentoon:  https://aalto.zoom.us/j/66691922352        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, eväslaatikkoon ja Arduino-konseptiin. Opastus Pajalle on kurssin etusivulla (MyCourses).

    Voit tulla harjoituksiin 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 voit kuitata itsellesi 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.

    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.

    Harjoitus 1. 13.-17.9.2021 Sähköpajalla; myös AS6 (ma ja to) sekä aulan Learning Hub, mikäli ne ovat vapaana. Arduinon perusteita ja esimerkkiohjelmia.  Ohje.

    Arduinon asentaminen: https://www.arduino.cc/en/Guide

    Liitettyäsi Arduino-levyn USB-kaapelilla tietokoneeseen tarkista Arduino IDEn 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 löytyy harjoitusohjeesta). 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!).

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

    2. luento Ma 20.9. Opastusta projekteihin ja kokemuksia aiemmilta kursseilta; ryhmien muodostaminen. Arduino ja Teensy, vähän peruselektroniikkaa. Luennolla esitellään aikaisempia projekteja, jos aika riittää. 

    Linkki luentoon:     https://aalto.zoom.us/j/68503768206
         Videon tallentaminen valitettavasti epäonnistui; tässä viime kevään samansisältöinen luentovideo . 

    Kerro mahdollinen projekti-ideasi jo ennen luentoa Kimmolle sähköpostilla - autan tekijöiden löytämisessä.
    Suosittelen osallistumista etäluentoon reaaliaikaisesti, koska ryhmiä (3-4 henk.) voidaan perustaa myös luennon aikana tai käytännössä hyvin pian luennon jälkeen. Jos joku luennolla mainituista aiheista kiinnostaa, kannattaa lähettää Kimmolle sähköpostia (kimmo.silvonen@aalto.fi). Ryhmät muodostetaan vapaaehtoisuuteen perustuen ja ryhmää voi tarvittaessa vaihtaa myöhemmin; tämä ei ole "juridisesti sitova" liitto. Saatte muodostaa ryhmiä mielellään myös oma-aloitteisesti esim. tutor-ryhmän jäsenistä.

    Harjoitus 2. 20.-24.9. Teensy 2.0, RGB-LED, DC-moottorinohjain, servo, LCD-näyttö, Arduinon kirjastot  ym.   Ohje 

    Teensy 2.0 on Arduino-yhteensopiva mikro-ohjain, jota voi käyttää Arduinon ohjelmointikäyttöliittymän (IDE) kautta. Ensin pitää kuitenkin asentaa Teensyduino:  https://www.pjrc.com/teensy/td_download.html

    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 saa myös Teensyn uudempaa 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; useimmissa Arduinoissa on vain A/D-muunnin.

    --------------------------
    Jos sinulla ei vielä ole ryhmää, suosittelen meilaamaan Kimmolle tai kysymään harjoituksissa tai Slackissa, kenen kanssa voisit perustaa ryhmän tai missä ryhmässä olisi tilaa. Suosittelen kolmen hengen ryhmiä ottamaan vielä yhden lisäjäsenen, jos sellainen on tarjolla. Tekijöitä tarvitaan ja ryhmän koko ei vaikuta arvosteluun.


    3. luento Ma 27.9.  klo 14.15-15.45. Arduinon ohjelmointi, Olli Auranen

    Luento:   https://aalto.zoom.us/j/64022316256    Video 

    Harjoitus 3.  27.9.-1.10. Sami Pukkilan laatima harjoitus sisältää hyvän ohjeistuksen; lisäapua kannattaa pyytää assistenteilta!  Ohje. 

    Täydentävää materiaalia: Ohjelmointiluento K2017

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

    4. luento Ma 4.10.  klo 14.15-15.45. 3D-tulostus, Mikko Simenius

    Luento:   https://aalto.zoom.us/j/68579825226   Video 

    Linkki viime kevään Mallinnus-luentovideoon (Mikko Simenius, 8.2.2021).

    Linkki viime kevään 3D-tulostus-luentovideoon (Mikko Simenius. 15.2.2021).

    Tämän syksyn luento käsittelee molempia aiheita samalla kertaa.

    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-kuvia voi tulostaa; kaikkea, mitä Windowsista voi printata, voi myös laserleikata. Materiaalit: 3 mm paksu akryyli (eri värejä), 3 mm paksu vaneri (tällä hetkellä vanerin leikkaus ei onnistu), pahvi, paperi, tietyt kankaat. LisaPro-tulostinta saa myös käyttää erittäin mielellään assistentin avustuksella - kannattaa kysyä ohjeita Eerikki Eskolalta.

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

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

    5. luento Ma 11.10.  klo 14.15-15.45. Näkökulmia elektroniikkarakenteluun - Elektroniikkasuunnittelu käyttäjälle, Meri Kuikka, AVP / Aaltonaut

    Luento: https://aalto.zoom.us/j/66511461185

    Mitä tulevan sähköinsinöörin tulisi tietää käyttäjälle suunnittelusta? Luennolla perehdytään siihen, miten käyttäjän tarpeet näkyvät elektroniikkatuotteissa, ja harjoitellaan käyttäjän tarpeiden kartoittamista elektronikkasuunnittelun näkökulmasta.

    Pakollinen harjoitus: ohje.

    Koska edellä mainittu pakollinen harjoitus ajoittuu pidemmälle ajalle, siirsin anturiharjoituksen tälle viikolle.

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

    Musta lämpötila-anturi, punainen kiihtyvyysanturi ja vihreä etäisyysanturi löytyvät Sähköpajalta (eväslaatikkopöydällä olevasta muovilaatikosta tai vasemmasta komponenttitornista).

    Lisäharjoitus; Digitaalinen etäisyysanturi  (ohje Materiaalit-osiossa).


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

    6. luento Ma 18.10.  klo 14.15-15.45. Näkökulmia elektroniikkarakenteluun - Mekaniikka ja prototypointi, Teppo Vienamo, Aaltonaut

    Luento  https://aalto.zoom.us/j/68625400137       Tallenne näkyy Aalto-tunnuksilla

    Säköpajan laitteet ovat mekatroniikkaa ja niiden mekaniikan suunnittelua voi konkretisoida ja ongelmia havaita nopeasti valmistettavalla hahmomallilla. Luennolla kerrotaan mallien tekemisestä eri tarkoituksiin sekä prototyypin teon mahdollisuuksista Aallossa.

    Pakollinen tehtävä. Ohje

    Harjoitus 6. Tälle viikolle ei ole suunniteltu yllä olevan lisäksi muita harjoituksia, mutta voit mielellään tehdä mahdollisia aiemmin väliin jääneitä harjoituksia tai kokeilla 3D-tulostusta, laserleikkaamista tai (kuvan) laserkaiverrusta. Pyydä assistentilta mahdollisesti tarvitsemiasi komponentteja.

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


    25.-29.10. Koeviikolla ei ole luentoa eikä ohjattuja harjoituksia. Paja on rajoitetusti auki, mutta siis käytettävissä, jos ovi ei ole lukossa.

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

    7. luento Ma 1.11.  klo 14.15-15.45. Moottorit ja stepperit ohjaimineen, Olli Auranen


    Harjoitus 7. Koska tämä luento on nyt ensimmäistä kertaa, ei varsinaista harjoitusta ole vielä laadittu. Voit assistenttien avustuksella kokeilla askelmoottoria eli stepperiä ja sen ohjainta.


    Ohje DC-moottorien käyttöön: https://bildr.org/2012/04/tb6612fng-arduino/
    Magician robot chassis kokoamisohjeet  Kaikkia osia pitäisi löytyä hyllystä, mutta kuulamaisia etupyöriä meillä on ehkä vain 4 kpl.

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

    8. luento Ma 8.11.  klo 14.15-15.45. Näkökulmia elektroniikkarakenteluun - Vastuullisuus suunnittelussa, Elina Kähkönen ja Meeri Karvinen, A! Co-Educator Project

    Luento: https://aalto.zoom.us/j/69732992619   Video 

    Ennakkoilmoituksesta poiketen ei pakollista tehtävää.

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

    9. luento Ma 15.11.  klo 14.15-15.45. Luento puolijohdekomponenteista (Kimmo Silvonen)

    https://aalto.zoom.us/j/67474426823     Video

    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. Moduuleja on tilattu  lisää, mutta niiden saatavuus on nyt niin huono, ettei kotiin lainaamista suositella. Bluegigan ammattimaisia moduuleja meillä on paljon ja suosittelen niitä projektitöihin. Android-puhelimiin on saatavana appeja, joilla yhteys Bluetooth-moduuliin muodostetaan. Bluetooth on helpoin tapa tehdä kauko-ohjaus. Kannattaa pyytää assistentin apua. Ohjeita:



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

    10. luento Ma 22.11.  klo 14.15-15.45. Arduinon väylät, Risto Järvinen, Comnet

      Arduinon väylät

    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/61416109273    Video  

    Arduinon pinnit


    Harjoitus 10. Luentoon liittyvä harjoitus: ohje  (Harjoitus 7 Wikissä)
     

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

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

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

    11. luento 29.11.  klo 14.15-15.45. Arduinon radiot, Risto Järvinen, Comnet


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


    Harjoitus 11.  Tutustutaan mm. hyvin pieneen 2,4 GHz radioon (lähetin/vastaanotin).
    - Radiomodulin nRF24L01+ käyttö. Modulin alustaminen ja käytön perusteet.
    - Sensoriverkkoesimerkki radiomodulilla.

     Ohje (Harjoitus 8 Wikissä).
    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 myös standardipinnijärjestyksellä olevia LDO-regulaattoreita. UNOn kanssa näitä ongelmia ei ole.

    Viimeinen luento ja harjoitus.

    Muistakaa kirjoittaa päiväkirjaa ja tehdä video projektityöstänne, joka dokumentoidaan muutenkin Wikiin.

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

    Loppunäytös ti 24.5.2022 klo 12-16 Dipolin Kaleva-salissa. Mukana on myös kevätlukukauden Sähköpaja. Osanotto ei ole pakollista eikä se vaikuta arvosanaan. Toivon silti runsasta osanottoa joko esiintyjänä tai katsojana. Voitte myös kutsua vieraita. Lisätietoja Kimmolta.


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