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Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. habil. Andreas Mitschele-Thiel

Fachgebietsleiter

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INHALTE

Studentische Arbeiten

Thema

Realisierung einer Mikrocontrollersteuerung für ein 3-Achs-Portal-Modell

Typ:
Diplomarbeit
Betreuer:
Dr.-Ing. Todor Vangelov
Bearbeiter:
Norman Drews
Status:
abgeschlossen
Abstract:
Im Ergebnis dieser Diplomarbeit soll ein Praktikum zum Thema Programmierung von Mikrocontrollern entstehen. Dieses soll sowohl im Studienbetrieb, als auch über das World Wide Web verfügbar sein. Es sollen daher ebenfalls Möglichkeiten untersucht werden, um über das World Wide Web die Versuchsanordnung bedienen und den Mikrocontroller programmieren zu können. Zu diesem Zweck soll ein kostenloses Programm zur Fernsteuerung der Entwicklungsumgebung ausfindig gemacht und bei Bedarf angepasst werden. Des Weiteren soll es möglich sein, die Aktionen des Roboters per Video auf dem entfernten System nach zu verfolgen, um dem Benutzer die Ergebnisse des Versuches direkt sichtbar machen zu können.
Als Beispielaufgabe soll ein 3-Achs-Portal Roboter der Firma Staudinger angesteuert werden. Dieser Roboter ist auf zwei Achsen mit Inkrementalgebern ausgerüstet, welche von der Mikrocontroller-Software ausgelesen werden sollen. Aufgabe des Praktikumsteilnehmers ist es, sich in die Bedienung der Entwicklungsumgebung anhand zweier einfacher Beispielprojekte einzuarbeiten und anschließend die Abfrage der Inkrementalgeber in C sowie in Assembler zu implementieren. Um die Umsetzung des Algorithmus zu testen, wird, neben einem vorgefertigten Projekt, ein Stimulus-File für den integrierten Simulator zur Verfügung gestellt. Ferner kann der angeschlossene In Circuit Debugger verwendet werden, um die Software direkt auf der Zielhardware zu testen. Die Bewegungen des Roboter-Modells können dabei über einen Videostream per Internet überwacht werden. Abschließend sollen die ‚Türme von Hanoi’ unter Verwendung der Inkrementalgeberabfragen vom Studenten implementiert und getestet werden.
Um die Entwicklungsumgebung ebenfalls über das Internet bedienen zu können, wurde das Software-Paket RealVNC installiert. Die Fernsteuerung der Entwicklungsumgebung mit RealVNC bietet dem Benutzer vollen Zugriff auf den Computer. Es ist gelungen, die Rechte des Praktikum-Benutzers auf dem Entwicklungssystem soweit einzuschränken, dass eine Störung des Praktikumsbetriebes nur schwer möglich ist, während die volle Funktionalität der Entwicklungsumgebung erhalten geblieben ist.
Zum gegenwärtigen Zeitpunkt, war es nicht möglich, einen Entwurf auf einer höheren Ebene (z.B. FSM) in das Praktikum einzubinden, da keine Entwicklungssoftware mit der Option zur C-Code-Generierung zur Verfügung stand. Bei Vorhandensein eines solchen Tools ist es jedoch leicht möglich, das Praktikum zu erweitern.
Ein weiterer Schwachpunkt der gegenwärtigen Realisierung ist die Tatsache, dass der Programmspeicher des Controllers als FLASH-ROM ausgeführt ist. Es ist so sehr leicht möglich, den Controller unbrauchbar zu machen, indem ein Programm geschrieben wird, welches permanent den Programmspeicher umschreibt.