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LunchBoxScope: Entwicklung und Aufbau einer preisgünstigen I/O Box

Lehrstuhl: Regelungssystemtechnik

Betreuer: Christoph Krimpmann, Jan Braun,

Beginn ab: Oktober 2013

Maximale Anzahl der Teilnehmer: 8

Beschreibung: Die Auslegung von Regelungen und Steuerungen erfolgt heute oft simulationsbasiert an Rechnern. Der Übergang hin zur realen Hardware ist danach oft ein großer Schritt der viel Hardware und Implementierungsarbeit für Mikrokontroller erfordert.
Es gibt alternativ Möglichkeiten, Softwarekonzepte direkt prototypisch mit der Hardware zu verbinden. Hierzu werden spezielle I/O Karten verwendet, die aber oft entsprechend teuer sind.
Andererseits stehen an jedem Rechner schnelle analoge Ein- und Ausgänge zur Verfügung – über die Soundkarte. Ziel ist die Entwicklung eines preisgünstigen Messsystems, das über Audio und USB mit jedem Rechner verbunden werden kann und über Matlab direkt ansprechbar ist.

Lastenheft:
- 2 analoge Messeingänge (+/- 10 V; plus digitales Multiplexen)
- 2 analoge Ausgänge (+/- 10 V)
- Digitale I/Os (über USB)
- Matlab Toolbox (incl. Simulink)

Was zu tun ist:
Es ist der komplette Entwicklungsprozess von der Idee bis zum „Produkt“ zu durchlaufen. Dazu gehören zu Beispiel:
- Schaltungslayout: Spannungsversorgung, Schutzbeschaltung, Aufbereitung der Messsignale, USB zu Digital-I/O, Multiplexen der Signale
- Platinen-Routing
- Gehäusedesign
- Löten
- Treiberentwicklung (soweit nötig)
- Matlab-Toolbox: Skript-basierte Ansteuerung, Oszilloskop-Fähigkeiten, Echtzeitfähigkeit so weit möglich
- Dokumentation
- Test an Experimentalsystem (parallele Messung mehrerer Signale an einer Reglerkarte)
- Geeignete Publikation der Ergebnisse (Open Source)

Daneben erwarten wir ein eigenes Projektmanagement durch die Studenten selbst. Dazu gehören:
- Festlegen von Zuständigkeiten
- Formulierung von Arbeitspaketen
- Machbarkeitsanalysen
- Festlegung des Lastenhefts
- Definition von Meilensteinen und Schnittstellen
- Kontinuierliche Dokumentation
- Verwendung eines Versions-Management-Systems für Software, Pläne und Dokumentation (z.B. git oder SVN)

Optionale Ideen:
- Erweiterte Eingangsbereich zum Messen für höhere Spannungen ( bis 600V AC)
- Integrierte Zählerbausteine
- Optional könnten auch Schnittstellen zu anderer Software bzw. Standalone-Software geschaffen werden.