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 ADmuuntimen 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. Taitaja2014-kilpailutoimisto Koulutuskeskus Salpaus Vipusenkatu 5 A, 15230 Lahti puh. 03 828 11 www.taitaja2014.fi
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 o Jännitesyöttö 12-16 V DC o Jännitelähtö 12-16V DC o Jännitelähtö 5V DC (reguloitu ohjausmoduulissa) o Maa (GND) o 2 x A/D-kanava (0-5V, 10 bittiä) o PWM-lähtö (0-5V) o 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. Kuva 1. Piirilevyn kiinnitys DIN-kiskoon tapahtuu muovisilla kiinnitys moduuleilla. Moduulit löytyvät Elfalta tilauskoodeilla 50-185-02, -10, -28, -36, -44 ja -51. (Lähde: www.elfa.se) Taitaja2014-kilpailutoimisto Koulutuskeskus Salpaus Vipusenkatu 5 A, 15230 Lahti puh. 03 828 11 www.taitaja2014.fi
Etukäteen kirjoitettavan ohjelman määritykset Etukäteen kirjoitettava ohjelmisto, joka toimii myöhemmin esitetyn lisämoduulin kanssa, on kuvattu alla olevassa vuokaaviossa. 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. Taitaja2014-kilpailutoimisto Koulutuskeskus Salpaus Vipusenkatu 5 A, 15230 Lahti puh. 03 828 11 www.taitaja2014.fi
Kuva lisämoduulista, jonka kanssa edellä esitelty ohjelma toimii, on alla. 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: o kannettava tietokone (1 kpl) o juotinasema (yhdellä juotoskynällä) 1 kpl/ kilpailija (juotoskärkien määrä ei ole rajoitettu) o lyijytön tina o askarteluveitsi piirilevyn folion leikkaamiseen o juoksute (Flux) o tinaimusukka o pinsettisarja o sivuleikkurit o kärkipihdit o yleismittari o oskilloskooppi o laboratoriovirtalähde (0-35V, 3A DC) o tarvittaessa suurennuslasi/valaisin pintaliitostyöskentelyä varten o henkilökohtaiset suojaimet o laskin o lyijykynä o teroitin o pyyhekumi Taitaja2014-kilpailutoimisto Koulutuskeskus Salpaus Vipusenkatu 5 A, 15230 Lahti puh. 03 828 11 www.taitaja2014.fi
o paperia o Kilpailun tasapuolisuuden vuoksi kilpailijat eivät saa tuoda kilpailupaikalle ylimääräisiä tietokoneita, tietokoneen näyttöjä eikä seuraavia laitteita: - pasta-annostelija, kuumailmajuotosasema, esilämmitin, SMDjuotospihdit 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 Taitaja2014-kilpailutoimisto Koulutuskeskus Salpaus Vipusenkatu 5 A, 15230 Lahti puh. 03 828 11 www.taitaja2014.fi
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 Taitaja2014-kilpailutoimisto Koulutuskeskus Salpaus Vipusenkatu 5 A, 15230 Lahti puh. 03 828 11 www.taitaja2014.fi