Luo PDF

602 Elektroniikka

Semifinaalin aikataulu ja paikka

15.1.2014 (varapäivä 16.1.2014)

Salon seudun ammattiopisto
Venemestarinkatu 35
24240 SALO 

Semifinaalikoordinaattori

Raimo Mäkelä
Salon seudun ammattiopisto
raimo.makela (at) sskky.fi 
044 770 4295 

Kilpailijamäärä

Ei rajoitusta

Elektroniikkalajin semifinaalitehtävien kuvaukset

Kilpailija rakentaa ja testaa mikrokontrollerilla ohjattavaa jännitereferenssiä hyödyntävän sovelluksen. Toteutus koostuu useasta elektroniikkamoduulista. Sovelluksen ohjausyksikkönä toimii yleiskäyttöiseksi tehty ohjelmoitava moduuli, johon liitetään lisämoduuleja suorittamaan muita toteutuskohtaisia toimintoja.

Sovelluksen jännitereferenssin säätäminen perustuu RC-piirin kapasitanssin yli olevan jännitteen säätämiseen PWM-signaalin avulla. PWM:n pulssinleveyttä ohjataan AD-muuntimen kautta takaisinkytketyn kapasitanssin yli olevan jännitteen perusteella. Jännitereferenssin jännitettä säädetään esimerkiksi näppäimien tai potentiometrin avulla ja LCD-näytöllä näytetään tietoa sovelluksen tilasta.

Sovelluksen moduuleista ohjelmoitavan moduulin kilpailija rakentaa, testaa ja esiohjelmoi, myöhemmin tässä dokumentissa annettujen määrittelyjen mukaisesti, ennen kilpailuihin tuloa ja lisämoduulit hän rakentaa ja testaa kilpailupaikalla. Ohjelmoitavan moduulin pitää olla omaa suunnittelua ja toteutusta, valmiina ostettu kortti ei käy. Kilpailuissa kilpailijan on myös mitoitettava kytkentöjä ja muutettava etukäteen kirjoitettua ohjelmaa saadakseen sovelluksen toimimaan halutulla tavalla.

Kilpailijat lähettävät semifinaalikoordinaattorille ohjauskortin piirikaaviot ja piirilevykuvat pdf –formaatissa 1.1.2014 mennessä (noin kaksi viikkoa ennen semifinaaleja).

Aikaa tehtävään on varattu 8 tuntia.

Tehtävän kuvaukseen saattaa tulla 30 % muutos, joka esitellään vasta kilpailupäivän alussa.
Etukäteen rakennettavan ja testattavan ohjausmoduulin määritykset

Ohjelmoitavan moduulin tulee sisältää seuraavat ominaisuudet:

  • 8-bittinen mikrokontrolleri
  • LCD tai graafinen näyttö min. 2x16 merkkiä
  • Painonappeja käyttöliittymää varten 4 kpl
  • Piirilevyn pitkille reunoille sijoitetuille ruuviliittimille
  1. Jännitesyöttö 12-16 VDC
  2. Jännitelähtö 12-16VDC
  3. Jännitelähtö 5VDC (reguloitu ohjausmoduulissa)
  4. Maa (GND)
  5. 2 x A/D-kanava (0-5V, 10 bittiä)
  6. PWM-lähtö (0-5V)
  7. 4 x digitaalinen I/O-kanava (0-5V)

Ohjausmoduulin mikrokontrollerin ja ohjelmistotyökalut kilpailija saa valita itse. Kilpailussa ohjausmoduuli kiinnitetään DIN-kiskoon alla olevan kuvan mukaisilla kiinnitysmoduuleilla. Tästä syytä piirilevyn leveyden tulee olla 72mm ja pituuden 11.25 millimetrin kerrannainen, kuitenkin enintään 180mm.

602Elektroniikka Elfa01 

602Elektroniikka Elfa02


Etukäteen kirjoitettavan ohjelman määritykset

Etukäteen kirjoitettava ohjelmisto, joka toimii myöhemmin esitetyn lisämoduulin kanssa, on kuvattu alla olevassa vuokaaviossa.

602Elektroniikka Jännitelähteenohjaus01


Etukäteen kirjoitettu ohjelma on ohjattava jännitereferenssi, jolla on seuraavat ominaisuudet:

  • Näytöllä näytetään selkokielellä jännitteen asetusarvo ja oloarvo asetusarvon tarkkuudella. Kun oloarvo ei ole saavuttanut asetusarvoa, myöhemmin tässä dokumentissa määritetyllä tarkkuudella, sen kohdalla näytetään viivaa (--).
  • Jännitettä tulee pystyä muuttamaan nollan (0) ja neljän (4) voltin välillä puolen (0,5) voltin askelin.
  • Jännitteen säätäminen tapahtuu ohjausmoduulilla olevan näppäimistön avulla.
  • Yleismittarilla mitattuna kapasitanssin yli olevan jännitteen oloarvon virhe saa olla maksimissaan vain 0,03 volttia asetusarvosta. 

Kuva lisämoduulista, jonka kanssa edellä esitelty ohjelma toimii, on alla.

602Elektroniikka Testikortti
Ohjelma kannattaa kirjoittaa siten, että siihen on helppo tehdä seuraavia muutoksia:

  • Näytöllä näytettävä tieto saattaa muuttua.
  • Jännitteen säätötapa saattaa muuttua (näppäimet, potentiometri, joku muu).
  • Kilpailussa saatetaan jotenkin hyödyntää digitaalisia I/O-kanavia.

Kilpailija tuo tullessaan

Kilpailijan on todistettava henkilöllisyytensä (myös KELA-kortti kelpaa).

Kilpailija tuo mukanaan ohjelmoitavan moduulin ja kaikki moduuliin liittyvät sekä elektroniikkaa että ohjelmistoa koskevat suunnitteludokumentit.

Kilpailija tuo tullessaan myös seuraavat työkalut:

  • kannettava tietokone (1 kpl)
  • juotinasema (yhdellä juotoskynällä) 1 kpl/ kilpailija (juotoskärkien määrä ei ole rajoitettu)
  • lyijytön tina
  • askarteluveitsi piirilevyn folion leikkaamiseen
  • juoksute (Flux)
  • tinaimusukka
  • pinsettisarja
  • sivuleikkurit
  • kärkipihdit
  • yleismittari
  • oskilloskooppi
  • laboratoriovirtalähde (0-35V, 3A DC)
  • tarvittaessa suurennuslasi/valaisin pintaliitostyöskentelyä varten
  • henkilökohtaiset suojaimet
  • laskin
  • lyijykynä
  • teroitin
  • pyyhekumi
  • paperia

Kilpailun tasapuolisuuden vuoksi kilpailijat eivät saa tuoda kilpailupaikalle ylimääräisiä tietokoneita, tietokoneen näyttöjä eikä seuraavia laitteita:

  • pasta-annostelija
  • kuumailmajuotosasema
  • esilämmitin
  • SMD- juotospihdit

Jos kilpailijan lähettävällä oppilaitoksella ei ole mahdollisuutta tuoda kilpailijan mukana kaikkia laitteita, tulee yhteyttä ottaa 15.12.2013 mennessä semifinaalikoordinaattoriin tarvittavien laitteiden järjestämiseksi.

Kilpailijan omassa kannettavassa tietokoneessa tulee olla asennettuna kaikki suunnittelussa käytetyt työkalut, sekä elektroniikka ja ohjelmisto. Kilpailija vastaa oman koneensa toimivuudesta kilpailun aikana. Tietokoneongelmiin ei saa käyttää ulkopuolista apua kilpailun kuluessa. Kilpailija varautuu siihen, että hän joutuu tekemään suunnittelun muutoksia ja lisäyksiä elektroniikan ja ohjelmiston osalta.

Kilpailunjärjestäjä varaa kilpailupaikalle

Kilpailunjärjestäjä varaa jokaiselle kilpailijalle oman työpöydän, roskakorit ja yksivaiheisen virransyötön.

Kilpailutehtävän arviointi

Kilpailutehtävä arvioidaan asteikolla 0 – 100p.

Valmiin ohjelmiston toiminnan esittely testikytkennän avulla 5p

  • valmiin ohjelmiston toimivuus
  • toimivuuden tarkastaminen mittausten avulla (mittaukset yleismittarilla ja oskilloskoopilla)

Lisämoduulin mitoittaminen 15-25p

  • elektroniikkamuutoksen teorian hallinta (laskeminen)

Lisämoduulien kokoaminen, testaus ja toiminta 20-30p

  • työympäristön siisteys, huolehtiminen työskentelyn aikaisesta työturvallisuudesta
  • kokoamistyön laatu (komponenttien asemointi, juotosten laatu)
  • mittausten suorittaminen (jännitemittaukset yleismittarilla ja oskilloskoopilla)

Lisämoduulien liittäminen ohjelmoitavaan moduuliin 10-20p

  • työympäristön siisteys, huolehtiminen työskentelyn aikaisesta työturvallisuudesta
  • kokoamistyön laatu (komponenttien asemointi, liityntäjohtojen asemointi)
  • mittausten suorittaminen (jännitemittaukset yleismittarilla ja oskilloskoopilla)

Ohjelmistomuutokset sovellusta varten 15-25p

  • muutoksen toteutus
  • muutosten vaikutusten tarkastaminen yleismittarilla ja oskilloskoopilla
  • toiminnan testaus

Asiakaspalvelu ja dokumentointi 10p

  • dokumentoinnin taso
  • valmiin työn esittely
  • käytön opastus asiakkaalle

Tuomarit suorittavat tehtävien arvioinnin.

Voit harjoitella ennakkoon vanhoilla semifinaalitehtävillä, joita löydät osoitteesta www.skillsfinland.fi