Opinto-opas

Tavoitteet

Opiskelija ymmärtää mekatroniikan peruskäsitteet . Hän osaa suunnitella, toteuttaa ja ohjelmalla testaamalla varmentaa sekä dokumentoida mekatroniikkaan liittyvän prosessoriympäristön. Opiskelija osaa suunnitella ja rakentaa toimivan uudelleenohjelmoitavan laitealustan sekä testata sen toimivuuden. Opiskelija tunnistaa osaamisensa ja oppimistapojensa vahvuuksia suunnitellessaan ja ohjelmoidessaan mekatroniikan järjestelmää.

Sisältö

- Anturien ja toimilaitteiden liittäminen osaksi mekatroniikkaa
- Mekatroniikan ohjelmointi ja testaus
- Elektroniikan perustaidot
- Sulautetut järjestelmät
- Mekaniikka
- 3D-tulostus

Oppimateriaalit

Mekatroniikka , Mauri Airila , ISBN 951-672-274-1

Mechatronics principles and applications , Godfrey Onwubolu

verkossa : Neil Kolban ESP32 book

Opetusmenetelmät

Teoriatunnit etäopetuksena
Oppimistehtävät tehdään etälaboratoriossa Citrix in läpi ESP32 lla ja c-kielellä
itsenäinen tiedonhaku ja
työskentely oma-aloitteisesti.

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Koetta ei ole .
Arvosanaa voi korottaa tekemällä tehtävän ja siihen oppimisraportin sekä tekniikan esittelyvideon.

Sisällön jaksotus

osata etälaboratoriossä käyttää välineitä tehokkaasti ja turvallisesti ESP32 prosessoriin
osata prosessorilaitteen suunnittelua , toteuttamista , testaamista ja dokumentointia
osata ohjelmoida ESP32 laite c-kielellä ja testaamalla varmentaa sen toiminta
osata ESP32 prosessorin käyttöä , laitesuunnittelua HW sekä c-kielisen ohjelman suunnittelua SW
osata bitin siirrossa jännitetasot ja virran suuruudet ESP32 prosessorin input sekä output puolilla
oppia C-kielen käyttöä prosessorilaitteen testaamisessa sekä osata kommenttitekstiä lisätä sopivasti c-kieliseen ohjelmaan
osata erilaisten antureiden ( esim LM35 ja TMP36 analoginen lämpötila-anturi ) käyttöä sekä toimilaitteitten käyttöä ( mm ledit , OLED näyttö )
osata käyttää asynkronista langallista sarjaliikennepiiriä ( UART ) tiedonsiirrossa
osata synkronista langallista sarjaliikennepiiriä (SPI ) käyttää
osata langatonta ESP-NOW tiedonsiirtoa käyttää kahden prosessorin välillä
osata AD -muunninta ESP32 ssa käyttää analogisen tiedon muuttamiseen digitaaliseksi numeroksi ( binääriluvuksi )
ymmärtää ja toteuttaa vahtikoira ( digital HW Watchdog inside processor ) , sen käyttöönotto ESP32 ssa
osata laitekeskeytyspyynnön toteuttaminen ( HW interrupt request service )
osata omatoimista itsenäistä tiedonhakua, osata kysyä ja myös vastata tarvittaessa
osata uutta tietoa tuottaa Mekatroniikkaan
osata komponenttien käyttöohjeita ja kytkentäkaavioita lukea , komponenttien välisiä kytkentöjä toteuttaa sekä osata tehdä mielekkäitä tulkintoja
osata määritella , suunnitella , toteuttaa , testata sekä dokumentoida lopputyö

Arviointiasteikko

H-5

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Opiskelija ymmärtää mekatronisen järjestelmän käsitteet ja perusperiaatteet. Tulokset ja tekemisen laatu ylittävät työlle asetetut minimivaatimukset.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Opiskelija osaa toteuttaa mekatronisen järjestelmän ja osaa jonkin verran soveltaa eri lähteistä kerättyä tietoa. Opiskelija osaa dokumentoida mekatroniikan järjestelmän. Työn tulokset ja tekeminen ovat melko laadukasta.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Opiskelija osaa suunnitella ja toteuttaa mekatronisen järjestelmän. Tekeminen ja tulokset ovat laadukkaita ja dokumentaatio on teknisesti selkeä.

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

tekniset harjoitustehtävät ESP32lla ja c-kielellä
oppimisraportit ja tekniikan esittelyvideot tehdyistä oppimistehtävistä

Hylätty (0)

oppimisraportti sekä tekniikan esittelyvideo puuttuvat perustehtävästä

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1-2)

Tyydyttävä 1
Osaa tehdä lämpötilan mittaamisen LM35 sekä TMP36 antureilla , analogisen jännitteen digitalisoimisen AD-muuntimella ESP32 ssa c-kielisellä ohjelmalla. Osaa muokata ohjelmakoodia tuloksellisesti.
Osaa laatia tekemästään tehtävästä ja sen testaamisesta oppimisraportin sekä tekniikan esittelyvideon

Tyydyttävä 2
Osata myös vahtikoiran käyttöönotto ESP32 ssa sekä langallinen sarjamuotoinen tiedonsiirto ESP32 ssa.

Arviointikriteerit, hyvä (3-4)

Osaa käyttää langallista ja langatonta tiedonsiirtoa .
Osaa laitekeskeytyspyyntöä käyttää.
Kykenee laatimaan hyvän teknisen raportin tekemistään oppimistehtävistä sekä selkeän tekniikan esittelyvideon .
Osaa selkeitä kommenttitekstejä tehdä c-kieliseen ohjelmaan hyvin.
Osaa arvioida teknisen testamisensa kattavuutta peosentteina.
Osaa muokata c-kielistä perusohjelmaa jonkin verran itsenäisesti.
Muistaa itsearviointiosuudenkin (mm oman oppimisen kehittyminen ) laatia oppimisraporttiin.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Osaa itsenäisestikin tehdä tekniikan tehtäviä ja kykenee myös oma-aloitteisesti prosessorilla tehtäviä tekemään. Osaa raportoida käytetystä tekniikasta riittävän kattavasti.
Osaa selkeitä valaisevia kommenttekstejä sijoittaa lähdekoodiin.
Tekniikan esittelyvideot tehdyistä tehtävistä ovat huolellisesti tehtyjä.
Tuo uutta kehittäävää tietoa kurssille ja ratkoo tarvittaessa teknisiä ongelmia yhteiseksi hyväksi.
Itsearviointia ja oman oppimisen kehittymistä on oppimisraportissa ammattimaisesti ja selkeästi tehty.