Opinto-opas

Tavoitteet

Opintojakson jälkeen opiskelija osaa mikrokontrollerien toiminnan syvällisesti. Opintojen aikana opiskelija perehtyy mikrokontrollerin muistin toimintaan, reaaliaikaisuuteen ja optimoidun koodin kirjoittamiseen muistirajoitteisille mikrokontrollereille. Opintojakson jälkeen opiskelija osaa soveltaa mikrokontrollerin dokumentaatiota osana ohjelmointia ja sovelluskehitystä.

Sisältö

tutustuminen pieneen prosessoriympäristöön
omat harjoitustyöt

Oppimateriaalit

kurssikansiossa moodlessa on aineistoa ja oppimateriaalia
Neil Kolban : ESP32 book internetistä

Opetusmenetelmät

etäopetus Zoomilla , tekniikan ja teorian opetus
tekniset harjoitustehtävät etänä itsenäisesti , raportit ja tekniset esittelyvideot pitää itse tehdä
harjoitustehtävillä saadaan kurssin arvosana
itsenäinen tiedonhaku on tarpeellista
tekniikan soveltaminen käytännössä on tavoitteena

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

koetta ei ole eikä uusintamahdollisuutta uusintakokeella

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

Vaihtoehtoinen suoritustapa pitää erikseen opettajan kanssa sopia ja perustella

Lisätietoja opiskelijoille

harjoitustehtävillä ja niiden raporteilla sekä teknisillä esittelyvideoilla saadaan kurssin arvosana
OSAAMISTAVOITTEET:
osata kannettavan prosessorilaitteen syvällisempää suunnittelua ja toteuttamista
osata virransäästöominaisuuksien ( Sleep sekä DeepSleep ) käyttöönottoa ESP32 ssa
osata käyttää vahtikoiraa ( Watchdog )
osata poikkeustilanteiden ymmärtäminen ja laitekeskeytyspyynnön palveleminen ( Hardware interrupt ) ESP32 ssa
osata vähävirtaisen pitkän kantaman langattoman tiedonsiirron menetelmä : ESP-NOW tiedonsiirto
osata ohjelmoida laite ja testaamalla varmentaa sen toiminta
osata laajentaa erilaisten antureiden sekä toimilaitteitten käyttötaitoa
osata omatoimista itsenäistä tiedonhakua, osata kysyä ja myös vastata tarvittaessa
osata komponenttien käyttöohjeita ja kytkentäkaavioita lukea , komponenttien välisiä kytkentöjä toteuttaa sekä osata tehdä mielekkäitä tulkintoja
osata määritella , suunnitella , toteuttaa , testata sekä dokumentoida oma prosessoriharjoitustyö

Arviointiasteikko

H-5

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Tieto puuttuu

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

harjoitustehtävät ja niiden tekniset raportit sekä teknisen toiminnan esittelyvideot .
Tyydyttävä (1)
Opiskelija tekee oppimistehtävät ohjaajan opastuksella. Tulokset ja tekemisen laatu täyttävät vain työlle asetetut minimivaatimukset. Tulosten raportoinnissa on asiavirheitä ja kielellisiä puutteita. Opiskelija kuvaa tekemistään lähinnä arkikielen käsittein. Ajankäyttö on hallitsematonta.
Tyydyttävä (2)
Opiskelija tekee oppimistehtävät osittain itsenäisesti. Tulokset ja tekemisen laatu ylittävät työlle asetetutminimivaatimukset. Tulosten raportoinnissa on jonkin verran asiavirheitä ja kielellisiä puutteita. Opiskelija pyrkii kuitenkin kuvaamaan tekemistään ammattikielen käsittein. Ajankäyttö on suunnittelematonta.
Hyvä (3)
Opiskelija tekee oppimistehtävät itsenäisesti. Tulokset ja tekeminen ovat pääosin laadukasta. Tulosten raportointi on lähes virheetöntä ja hyvää ammatti- ja asiakieltä. Ajankäyttö on hallinnassa.
Hyvä (4)
Opiskelija tekee oppimistehtävät itsenäisesti. Tulokset ja tekeminen ovat laadukasta. Tulosten raportointi on asioita perustelevaa ja hyvää ammatti- ja asiakieltä. Ajankäyttö on hallinnassa.
Kiitettävä (5)
Opiskelija tekee oppimistehtävät omatoimisesti ja itsenäisesti. Tulokset ja tekeminen ovat korkealaatuisia. Tulosten raportointi on asioita perustelevaa ja arvioivaa virheetöntä ammatti- ja asiakieltä. Ajankäyttö on suunnitelmallista.

Hylätty (0)

tekninen raportti ei ole riittävän selkeä, toiminnan esittelyvideo ei ole tehty tarpeeksi huolellisesti

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1-2)

Opiskelija tekee oppimistehtävät ohjaajan opastuksella. Tulokset ja tekemisen laatu täyttävät vain työlle asetetut minimivaatimukset. Tulosten raportoinnissa on asiavirheitä ja kielellisiä puutteita. Opiskelija kuvaa tekemistään lähinnä arkikielen käsittein. Ajankäyttö on hallitsematonta.

Arviointikriteerit, hyvä (3-4)

Opiskelija tekee oppimistehtävät itsenäisesti. Tulokset ja tekeminen ovat pääosin laadukasta. Tulosten raportointi on lähes virheetöntä ja hyvää ammatti- ja asiakieltä. Ajankäyttö on hallinnassa. Itsearviointia on tehty kirjallisesti.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Opiskelija tekee oppimistehtävät omatoimisesti ja itsenäisesti. Tulokset ja tekeminen ovat korkealaatuisia. Tulosten raportointi sekä itsearviointi on asioita perustelevaa ja arvioivaa virheetöntä ammatti- ja asiakieltä. Ajankäyttö on suunnitelmallista.

Tavoitteet

Opintojakson jälkeen opiskelija osaa mikrokontrollerien toiminnan syvällisesti. Opintojen aikana opiskelija perehtyy mikrokontrollerin muistin toimintaan, reaaliaikaisuuteen ja optimoidun koodin kirjoittamiseen muistirajoitteisille mikrokontrollereille. Opintojakson jälkeen opiskelija osaa soveltaa mikrokontrollerin dokumentaatiota osana ohjelmointia ja sovelluskehitystä.

Sisältö

tutustuminen pieneen prosessoriympäristöön
omat harjoitustyöt

Aika ja paikka

Etäopetus Adobe Connectilla
Laboratoriotyöpäivä Rovaniemellä laboratoriossa B149 ja B220 , lähiopetusta yksi lauantai

Oppimateriaalit

- Aineistoa moodle-työtilassa kurssikansiossa
Kolbanin tekemä sähköinen oppikirja verkossa ESP32 prosessorin käyttämiseen
Soft core prosessorin käyttö
- Webistä saatava materiaali, esim. https://www.intel.com/content/www/us/en/products/programmable/fpga.html
sisältö:

digitaalisen prosessorijärjestelmän suunnittelu , toteuttaminen , testaaminen , dokumentointi
poikkeustilanteet (exceptions) prosessoriympäristössä ( keskeytyspyynnöt HW interrupts , ohjelman poikkeukset SW traps )
virransäästöominaisuuksien käyttö ESP32 ssa ( sleep , deep-sleep )
Kurssissa käytetään etupäässä ESP32 prosessoria sekä antureita ja toimilaitteita

Opetusmenetelmät

- Lyhyehköt teoriajaksot Adobe Connectilla etänä
- Käytännön opettelu ESP32 prosessorilla , antureilla ja toimilaitteilla
- Prosessorin laitesuunnittelu käyttämällä ESP32 ta ja ohjelman suunnittelu c-kielellä
Arduino IDE kääntäjätyökalun käyttö
- Testaaminen

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

ei ole koetta eikä uusintakoetta

Sisällön jaksotus

tutustuminen pieneen ESP32 prosessoriympäristöön
tosiaikaisen ( real time computing ) prosessorijärjestelmän suunnittelu ja toteuttaminen
poikkeustilanteet prosessorissa
laitekeskeytyspyynnön toteuttaminen
vahtikoiran watchdog käyttö
sähköenergian säästöominaisuuksien käyttö ( ULP Coprocessor , Sleep , Deep sleep , virransäästö nukkumisominaisuuksilla )

omat harjoitustyöt

Arviointiasteikko

H-5

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Tieto puuttuu

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

(laboratoriotyö ja sen raportti)
tekninen raportti pitää laatia omasta harjoitustyöstä sekä omasta oppimisesta
osallistuminen rakentavassa hengessä kurssille vaikuttaa arvosanaa nostavasti
Tyydyttävä (1)
Opiskelija tekee sulautettujen järjestelmien oppimistehtävät ohjaajan opastuksella. Tulokset ja tekemisen laatu täyttävät työlle asetetut minimivaatimukset.
Tyydyttävä (2)
Opiskelija tekee sulautettujen järjestelmien oppimistehtävät osittain itsenäisesti. Tulokset ja tekemisen laatu ylittävät työlle asetetut minimivaatimukset.
Hyvä (3)
Opiskelija tekee sulautettujen järjestelmien oppimistehtävät itsenäisesti. Tulokset ja tekeminen ovat pääosin laadukasta.
Hyvä (4)
Opiskelija tekee sulautettujen järjestelmien oppimistehtävät itsenäisesti. Tulokset ja tekeminen ovat laadukasta.
Kiitettävä (5)
Opiskelija tekee sulautettujen järjestelmien oppimistehtävät omatoimisesti ja itsenäisesti. Tulokset ja tekeminen ovat korkealaatuisia.

Hylätty (0)

Kurssin suorittaja ei osaa tehdä teknistä raporttia .

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1-2)

Opiskelija tekee oppimistehtävät ohjaajan opastuksella. Tulokset ja tekemisen laatu täyttävät vain työlle asetetut minimivaatimukset. Tulosten raportoinnissa on asiavirheitä ja kielellisiä puutteita. Opiskelija kuvaa tekemistään lähinnä arkikielen käsittein. Ajankäyttö on hallitsematonta.

Arviointikriteerit, hyvä (3-4)

Opiskelija tekee oppimistehtävät itsenäisesti. Tulokset ja tekeminen ovat pääosin laadukasta. Tulosten raportointi on lähes virheetöntä ja hyvää ammatti- ja asiakieltä. Ajankäyttö on hallinnassa.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Opiskelija tekee oppimistehtävät omatoimisesti ja itsenäisesti. Tulokset ja tekeminen ovat korkealaatuisia. Tulosten raportointi on asioita perustelevaa ja arvioivaa virheetöntä ammatti- ja asiakieltä. Ajankäyttö on suunnitelmallista.