JOHDATUS ELEKTRONIIKKAAN. Oppitunti 2 Elektroniikan järjestelmät

Transkriptio

1 JOHDATUS ELEKTRONIIKKAAN Oppitunti 2 Elektroniikan järjestelmät

2 2 ELEKTRONIIKAN JÄRJESTELMÄT Aktiivisuusranneke Mittaa liikettä Keskustelee käyttäjän kanssa ledeillä ja värinällä Keskustelee radioiden kautta kännykkään/muihin laitteisiin Fitbit flex

3 3 LAITE PURETTUNA

4 4 LAITE PURETTUNA

5 5 ELEKTRONIIKAN JÄRJESTELMÄT Piirilevyistä / piirikaavioista on hankala tunnistaa laitteen toimintaa Usein kytkentöjä on useassa kerroksessa piirilevyssä Kaikkia komponentteja ei voi tunnistaa

6 LOHKOKAAVIOT ELEKTRONIIKAN KUVAUKSESSA 6

7 LOHKOKAAVIOT ELEKTRONIIKAN KUVAUKSESSA 7 Lohkokaavio on piirustus, joka kuvaa laitteen toimintaa Jaoteltu toiminnallisiksi lohkoiksi Esim. vahvistin, anturi, liittimet, näytöt, mikrokontrolleri Lohkojen väliset yhteydet kuvataan viivoilla ja nuolilla Lohkot voivat olla monen kokoisia suunnitteluprosessissa käytetään usein ylhäältä alas menetelmää Isoista kokonaisuuksista pienempiä yksityiskohtaisempia lohkoja Lopullinen kuvaus on yleensä piirikaavio

8 8 PIIRIKAAVIO (KYTKENTÄKAAVIO) engl. Circuit Schematics Yksityiskohtaisempi kuvaus elektroniikan toiminnasta Kuvissa ei kuitenkaan aina esillä kaikkia kytkentöjä Lohkot kuvaavat yksittäisiä komponentteja piirilevyllä, mutta niiden sisäistä toimintaa ei kuvata Käytetään yleisiä merkintöjä kuten maa tai käyttöjännite Signaalien kulkusuuntaa yleensä vasemmalta oikealle tai ylhäältä alas Ympyrä viivassa tarkoittaa kytkentää

9 9 PIIRIKAAVIO

10 10 MUITA KUVAUKSIA Simulointimallit Jotain ei toteutettavia komponentteja mukana Piirikuva (layout) Piirilevyn kuva, jossa kaikki komponenttien yksityiskohdat mukana Kuvauskielet Digitaalielektroniikan kuvauksessa tekstimuotoista toimintojen kuvausta VHDL, Verilog

11 11 RAJAPINNAT Elektroniikka itsessään on pääosin signaalien käsittelyä Rajapinnat ovat liitäntöjä reaalimaailmaan Lähtökanavat: näyttö, indikaattori, kaiutin, moottori, aktuaattori, antenni Tulokanavat: anturi, painike, mikrofoni, antenni Yleensä eri laitteet vaativat ohjainelektroniikkaa Esim. moottoria ei ohjata digitaalilähdöllä tarvitaan moottorinohjain Esim. Mikrofonilta tuleva signaali on kovin heikko tarvitaan vahvistinpiiri

12 12 RAJAPINNAT

13 13 ANALOGIA-/DIGITAALIELEKTRONIIKKA Analogiaelektroniikassa signaalit ovat jatkuvia Esim. mikrofonin ääni vahvistetaan analogisesti Digitaalielektroniikassa signaalit ovat kvantittuneet kahteen tilaan Esim. 1 = 5 V ja 0 = 0 V Digitaalijärjestelmissä monimutkaisempi signaalinkäsittely voi olla helpompaa Esim. lisätään äänisignaaliin ylimääräisiä efektejä

14 14 KOVO-OHJELMISTO-OSITUS Sulautetut järjestelmät sisältävät komponentteja joita voidaan ohjelmoida Tyypillisesti mikrokontrolleri Karkeasti voidaan hyödyt ja haitat kahtia Ohjelmisto Joustava, monia eri funktiota samalla laitteistolla Kovo Energiatehokkaampi, aikatehokkaampi

15 15 KOVO-OHJELMISTO-OSITUS

16 16 RYHMÄTEHTÄVÄ Jokaisen ryhmän tehtävänä on selvittää jonkin laitteen elektroniikan rooli Laitteen toiminta Laitteen lohkokaavio Elektroniikan rajapintojen selvitys Elektroniikan/ohjelmiston osuus toiminnassa Valitkaa laitteelle esimerkkituote, jota käytetään esimerkkinä Laitteen toiminta esitellään esim. powerpointin avustuksella 5-7 minuutin esitys

17 17 RYHMIEN AIHEET JA ESITYSAJAT Ryhmä Aihe Esitysaika Sähkö 1 Pyykinpesukone To 8:45 Sähkö 2 Chromecast To 9:15 Sähkö 3 Sähköuuni To 9:45 Sähkö 4 Etäluettava maksukortti Pe 9:00 Sähkö 5 Jääkaappi Pe 9:30 Sähkö 6 Verenpainemittari Pe 9:45 Sähkö 7 Laser-etäisyysmittari Pe 9:15 TiTe/TOL/Fys Kaukosäädin Pe 8:45 TuTa Bluetooth-kaiutin To 9:30 Kone Langaton hiiri To 9:00

18 18 ESITYKSEN RAKENNE 1. sivu: Työn aihe, ryhmä, tekijät, valittu tuote 2. sivu: Laitteen toimintaperiaate eli mitä tekee ja miten 3. sivu: Laitteen lohkokaavio ja osien esitys 4. sivu: Elektroniikan rooli laitteessa, rajapinnat 5. sivu: Mitä voitaisiin tehdä raudalla/softalle? 6. sivu: palaute tehtävästä