Technisch-wissenschaftliche Gruppen an der Hochschule Mikrocontroller-Gruppe

Micro-Controller verstehen, programmieren und anwenden. Mit diesem Ziel wurde die Interessengruppe Microcontroller ins Leben gerufen.

Die Mikrocontrollertechnik kann bereits auf viele Jahre ihrer Entwicklung zurückblicken. Dabei haben sich unterschiedliche Technologien ausgebildet. Flash-Speicher und Hochsprachen ermöglichen gerade Anfängern leichteren Einstieg.
Den Einstieg zu diesem Thema hat die Gruppe im Jahr 2014 durch die OV Microcontroller Gruppe vertieft.
Es finden keine monologische Vorträge statt, sondern aktives Mitarbeiten jeden einzelnen Interessenten mit gleichzeitigem Einstieg in die eigene Projektarbeit.

Bisherige Projekte

10.12.2016

Die meisten der voran gegangenen Projekte waren Übungen, um die Technik der AVR-Controller zu verstehen zu lernen. Die  einfache Programmiersprache BASCOM haben wir bewusst gewählt, weil viele von uns aus der Vergangenheit noch die rudimentären Werkzeuge aus der Anfangszeit der Computerei kennen – nämlich BASIC in den unterschiedlichsten Dialekten.

Das jüngste Projekt beschäftigte uns mit einer konkreten Anwendung, dem Umbau einer vorhandenen Steuerung für ein Garagentor. Die über 30 Jahre alte Steuereinheit mit Reparatur anfälligen Relais und einer schwer durchschaubaren Ablaufsteuerung musste ersetzt werden.
Das Garagentor entriegelt sich (per Eigenbau-Fernbedienung) mittels eines Hubmagneten und schwingt von Gegengewichten gezogen selbstständig auf.  Der Schließvorgang wird von einem 24V Getriebemotor  (LKW-Scheibenwischer) und einem zweckentfremdeten Sicherheitsgurt bewerkstelligt.
Läuft der Motor an, greift er über eine mechanische Zahnkupplung in die Wickelrolle der Gurtes und zieht so das (sehr schwere!) Garagentor wieder zu. Dann muss die Zahnkupplung wieder getrennt werden. Hierzu muss der Motor zuverlässig einige Umdrehungen in der entgegen gesetzten Richtung, also rückwärts laufen. Geschieht das nicht, kann das Tor nicht mehr geöffnet werden.

In der neuen Konzeption wird eine H-Brücke, aufgebaut mit Power MOS-FETs eingesetzt. Die Steuerung übernimmt ein AVR-Controller. Notwendiges Beiwerk sind eine stabile Stromversorgung der Steuereinheit, Treiberstufen für die H-Brücke, Detektion der Motorströme, Pegelanpassungen, optische Kontrollanzeigen sowie die mechanische Anpassung der Steuerplatine an die vorhandene Stromversorgung (immerhin ca. 33 Volt/15 A) und die bestehende Fernsteuerung.

Die Kontrolle und Auswertung der Motorströme sind erforderlich, um
-  den Motor anzuhalten, wenn das Tor geschlossen ist und dann die gegensinnige Drehrichtung
   einzuleiten (Trennung der Zahnkupplung)
-  zu Beginn des Schließvorganges den Motor NICHT anzuhalten (hoher Anlaufstrom unter Last)
-  aus zwingenden und vorgeschriebenen Sicherheitsgründen das abwärts laufende Garagentor sofort
   zu stoppen, sollte ein Hindernis im Weg stehen.

Die gesamte Ablaufsteuerung wurde in einem ATMega 8 untergebracht, einschließlich der Option, per Steckbrücken den Motor mit einer Puls-Weiten-Modulation (PWM) zu beaufschlagen.

16.07.2015

Die AVR-Familie bietet mit ihrer Vielfalt enorme Möglichkeiten, sehr preiswert kleine Werkstatthelferlein (Mess- und Testgeräte, Kontrollinstrumente, Steuerungen pp.) schnell und effektiv herzustellen. Wird mal eben eine bestimmte Frequenz für Messzwecke benötigt, so bietet ein ATMega der einfachsten Kategorie die Basis für einen Frequenzgenerater, wie er hier zu sehen ist.

Mit wenigen Tastendrücken und einer Batterie als Stromversorgung steht die gewünschte Frequenz in (fast) jeder beliebigen Wellenform zur Verfügung. Die Programmierung für solche Projekte eignen wir uns im Teamwork in unserer "Mikrocontroller-Gruppe" an.

Künftig geplante Projekte sind Fernsteuerungen mit z.B. RC5-Codes, DTMF-Steuerungen, Schrittmotorsteuerungen, Motorregler/Dimmer per PWM, Frequenzzähler pp.

28.10.2014

Erarbeitung wichtiger Bascom - Befehle sowie die Handhabung des Programmiertools AVRdude, das insbesondere für die Programmierung der Fusebits eines AVR-Controllers besser geeignet erscheint, als das in Bascom integrierte Tool.

Bei den nächsten Treffen wurden dann
- div. Lauflichter
- eine Ampelsteuerung
- die Spannungsmessung mit einem Atmega8
- Temperaturmessung mit Speicherung und Anzeige der Minimal- und Maximalwerte
- DCF77 Decodierung Anzeige von Datum und Uhrzeit erarbeitet.

Zum Austausch von Daten oder Messwerten zwischen AVR-Controller und PC ist eine Anpassung erforderlich, weil die Schnittstellen 'UART' beim AVR und 'serieller Port' beim PC verschiedene Spannungspegel verwenden. Die Teilnehmer bauten hierzu einen Pegelwandler mit dem Baustein MAX232.