Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Lernen der Grundlagen von Mikrocontrollern


von Michael (kurby)


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Hi!

Ich studiere derzeit Maschinenbau und würde gerne, die in der Uni 
gelernten Grundlagen, mal in der Praxis anwenden. Gerne würde ich dafür 
verschiedene Experimente mit beispielsweise Mikrocontrollern machen.

Wir lernen zwar die Theorie und die Erstellung in Matlab/Simulink, 
allerdings würde ich nun gerne den nächsten Schritt gehen, und das 
Matlab/Simulink Modell in einen Mikrocontroller implementieren und das 
Ergebnis in der Praxis sehen.

Es gibt zwar verschiedene Einsteigerbaukästen, aber welche sind davon 
wirklich sinnvoll?
Da wir als Student eine Matlab/Simulink Version bereitgesetellt 
bekommen, würde ich auch gerne die Implementierung darüber machen. Dies 
wäre eine Vorraussetzung.

Bei den Baukästen lese ich immer andere Prgoramme, die benutzt werden. 
Könnte man damit dann auch Matlab nutzen?
Z.B mit diesem Baukasten:

http://www.amazon.de/Franzis-Verlag-GmbH-Lernpaket-Mikrocontroller-Technik/dp/3772346057/ref=sr_1_1?s=toys&ie=UTF8&qid=1341477840&sr=1-1

Vielen Dank für eure Hilfe!

Grüße

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Michael Kock schrieb:
> würde ich nun gerne den nächsten Schritt gehen, und das
> Matlab/Simulink Modell in einen Mikrocontroller implementieren und das
> Ergebnis in der Praxis sehen.
Für die daraus generierten mathematischen Modelle brauchst du dann aber 
eher einen Rechenboliden aus der 32-Bit Welt...
Ich würde es als sehr sportliche und nicht sehr alltagsnahe Aufgabe für 
einen ausgewachsenen Profi ansehen, das in so einen kleinen 8k uC 
reinzuhacken!

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, Michael,

Blitzantwort an einen Maschinenbauer: Arduino, das Roboterfahrzeug mit 
großer Fangemeinde und sehr viel Firmware: 
http://en.wikipedia.org/wiki/Arduino#Clones

Wenn's wider Erwarten keine Matlab-Anbindung geben sollte, wäre sie eine 
gute Idee.

Ciao
Wolfgang Horn

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Wolfgang Horn schrieb:
> Wenn's wider Erwarten keine Matlab-Anbindung geben sollte, wäre sie eine
> gute Idee.
Richtig, so geht es natürlich:
der Laptop rechnet (mit Matlab/Simulink) und der uC steuert nur...

von MaWin (Gast)


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Zwischen Matlab und Franzis klafft eine Lücke von mindestens Grad Canyon 
Ausmassen.

Das Anleitungsheft zum Franzis-Produkt ist nicht beonders lehrreich, und 
die Platine sowieso eine Frechheit.

Auf MatLab etwas erstellen und dann auf dem uC laufen lassen ist eher 
zum Scheitern verurteilt.

Besorge dir ein gutes Buch über Mikrocontroller. Online gäbe es:
http://www.freescale.com/files/microcontrollers/doc/ref_manual/M68HC05TB.pdf
als schöne Einführung an einem einfach zu versthenden Mikrocontroller.

Damit hat man das Konzept verstanden, das kann man dann auf jeden 
Mirocontroller anwenden, auch die hier im Forum unter Hobbybastlern 
verbreiteten Atmel AVR ATmega.

Um die zu Programmieren gab es früher (Windows XP Zeit) das 
kostengünstige Pollin-Board 810038, aber heute haben Rechner kaum noch 
serielle Schnittstellen, dann muß es ein STK 600 mit USB sein, oder 
gebasteltes wie AVRDude.

von Thomas (Gast)


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Schau mal hier:
http://www.mathworks.de/products/embedded-coder/supported/index.html

Das sind die Targets, die direkt vom Embedded Coder unterstützt werden.
Am besten, du besorgst dir ein unterstütztes Dev-Board und bastelst die 
nötige Signal Conditionierung drum herum. Ich habe sowas z.B. schon mal 
mit dem phyCORE-MPC565 gemacht.

von Michael (kurby)


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Vielen Dank für die verschiedenen Ideen.

Da ich bisher wirklich nur ein Anfänger bin, passt bisher der Arduino 
ganz gut, sodass ich ggf. Matlab & Co erstmal außen vor lasse und mir 
erstmal die Grundprinzipien anhand diese Baukastens aneigne:
http://www.amazon.de/Fritzing-StarterKit-with-Arduino-UNO/dp/B00719T7BG/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1341479972&sr=8-1

Dieser scheint zumindest ziemlich beliebt zu sein.

von eumel (Gast)


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Lass die Finger von dem Arduino gedönse. Kauf dir einen original atmel 
programmer, ein Steckbrett und Hühnerfutter. Dann gehts los.
Was ich auch empfehlen kann ist das Launchpad von TI. Für spottbillige 
4,30 dollar.

von Michael S. (rbs_phoenix)


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Mich wundert, dass noch niemand was über das BASCOM beim Lehrbuch gesagt 
hat.

Es gibt immer unterschiedliche Meinungen, ob C, ASM oder BASCOM oder 
PIC, AVR, ARM, MSP usw. oder gleich ein Adruino oder Launchpad/Devboard. 
Es liegt dann bei dir zu entscheiden, was µC du nimmst.

Ich hab C und ASM für PICs gelehrt bekommen und somit bin ich bei den 
PICs geblieben. Das was ich an dem Adruino ich sag mal unvorteilhaft 
finde ist, dass man immer das komplette Board hat. Wenn man mal was 
anders nutzen will ist die Flexibilität schon eingeschrängter, als wenn 
man einen µC "einzeln" auf die Platine macht. Zudem spart man Platz, 
wenn man nur bestimmte Sachen/Funktionen braucht oder gar ein kleinerer 
µC reichen würde.

Wenn du aber keine Lust hast groß zu löten, bist du mit einem Adruino 
wohl besser dran.

Die Frage, um dir evtl besser helfen oder beraten zu können, ist, 
was/wieviel du damit machen willst und evtl auch noch wieviel 
"Elektrotechnik" du machen willst. Geht von stecken / Kabel 
festschrauben bis hin zu Schaltplan und Platine selber erstellen, 
herstellen und löten. Meist ist letzteres passender und evtl auch 
günstiger. Man muss nur mehr Ahnung davon haben.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Michael Skropski schrieb:
> Mich wundert, dass noch niemand was über das BASCOM beim Lehrbuch gesagt
> hat.
Matlab wird niemals ein Modell in Basic ausspucken!

von Michael S. (rbs_phoenix)


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Lothar Miller schrieb:
> Matlab wird niemals ein Modell in Basic ausspucken!

Ich bezog mich auf dieses Produkt:

Michael Kinn schrieb:
> http://www.amazon.de/Franzis-Verlag-GmbH-Lernpaket...

Und das ist BASCOM. Steht jedenfalls drauf.

von Stephan K. (stephan_k)


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Ich kann dir auch nur den Arduino empfehlen. Wenn du nicht loeten 
willst, dann ist das Stappelsystem mit den Shields perfekt. Ich benutze 
auch Arduinos und programiere die ganz normal in C.

von Peter D. (peda)


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Michael Skropski schrieb:
> Das was ich an dem Adruino ich sag mal unvorteilhaft
> finde ist, dass man immer das komplette Board hat.

Muß man nicht, es gibt auch nur den AVR darauf mit Bootloader zu kaufen.

Und wenn man mit dem Arduino warm geworden ist, kann man auch direkt 
einen AVR in C (AVR-GCC) programmieren.


Petr

von Udo (Gast)


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Peter Dannegger schrieb:
> Muß man nicht, es gibt auch nur den AVR darauf mit Bootloader zu kaufen.

Stimmt, hab ich kürzlich für 3 Euro gesehen. Den Bootloader kann man 
aber auch selber drauf-flashen, dazu brauchst nur einen einfachen 
AVR-Programmer.

> Und wenn man mit dem Arduino warm geworden ist, kann man auch direkt
> einen AVR in C (AVR-GCC) programmieren.

Was ich grad am rätseln bin: Kann man den µC mit geflashtem Bootloader 
dann mehr oder weniger direkt an eine USB-Schnittstelle anschließen? 
Gibt es eine Art Arduino-Minimal-Beschaltung?

von Karl H. (kbuchegg)


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Udo schrieb:

> Was ich grad am rätseln bin: Kann man den µC mit geflashtem Bootloader
> dann mehr oder weniger direkt an eine USB-Schnittstelle anschließen?

Nein.
Auf den Arduino Boards ist immer eine USB Andbindung mit drauf. Bei 
einigen Boards ist das ein FT232, bei anderen ein eigener AVR

von Michael (kurby)


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Hi!

Mittlerweile habe ich einen echt guten Überblick.

Da ich Maschinenbau und nicht Elekrotechnik studiere, scheint Arduino 
sehr geeignet für meine Vorhaben zu sein. Das Stecksystem ist sehr 
praxisorientiert und der Preis des Kit ist auch sehr gut.

Ich denke, dass ich dadurch einen guten Einstieg kriege und ggf. zu 
einem späteren Zeitpunkt auf andere Controller umsteigen könnte.

Auch haben Recherchen ergeben, dass Arduino ebenfalls Schnittstellen zu 
Matlab bieten kann, wenn man sich etwas mehr damit auseinandersetzt. 
Aber erstmal werde ich bei den Mitlieferungen bleiben.

von Udo (Gast)


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eumel schrieb:
> Lass die Finger von dem Arduino gedönse. Kauf dir einen original atmel
> programmer, ein Steckbrett und Hühnerfutter. Dann gehts los.

Muss nicht original sein, aber im Grundsatz hat eumel Recht. Einen 
Programmer zusammen mit "Hühnerfutter" habe ich grad hier gesehen:
https://guloshop.de/shop/Mikrocontroller-Programmierung/gulostart-Mikrocontroller-Einsteigerset-fuer-Linux::45.html

Könnt schwören, den hatten die gestern noch nicht im Shop, muss also neu 
sein. Das heißt, es wird noch keiner wissen, ob das Set etwas taugt. :-( 
Vom Preis her finde ich es voll in Ordnung.

von Marwin (Gast)


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Udo schrieb:

> Muss nicht original sein, aber im Grundsatz hat eumel Recht.

Der Tip ist so oft wiederholt wie schlecht. Fuer jedes gute Lernen gilt: 
One step at a time. Mit einem Breadboard fuegt man gleich mehrere 
unnoetige Fehlerquellen hinzu.

von Udo (Gast)


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Marwin schrieb:
> Der Tip ist so oft wiederholt wie schlecht. Fuer jedes gute Lernen gilt:
> One step at a time. Mit einem Breadboard fuegt man gleich mehrere
> unnoetige Fehlerquellen hinzu.

Jetzt mach mal halblang... Wozu gibt es wohl Baukästen wie 
Fischertechnik? Damit man beim Zusammenbauen etwas lernt. Schritt für 
Schritt - da hast du dann wieder Recht. :-)

von Pako (Gast)


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Udo schrieb:
> Damit man beim Zusammenbauen etwas lernt.

Bei einer meiner ersten Digitalschaltungen hatte ich die Block-Cs an den 
74er-Bausteinen vergessen.
Da hab ich verdammt lange gesucht, bis ich was gelernt hatte (das 
allerdings dafür um so besser...)

von W.S. (Gast)


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Michael Kinn schrieb:
> Wir lernen zwar die Theorie und die Erstellung in Matlab/Simulink,
> allerdings würde ich nun gerne den nächsten Schritt gehen, und das
> Matlab/Simulink Modell in einen Mikrocontroller implementieren und das
> Ergebnis in der Praxis sehen.


Schreib lieber erst mal, was zu derzeit überhaupt für Vorstellungen hast 
davon, was zum Kuckuck du mit Matlab erstellen und dann in einen uC 
implementieren willst. Und was für Theorien und Erstellungen lernt ihr 
denn da? Kurz: Werde mal konkret.

Also, mit einem uC kann man ne Steuerung oder ein Meßgerät oder von mir 
aus auch einen Taschenrechner, ne Fernbedienung usw. mit oder ohne 
Kontakt zu einem menschlichen Benutzer bauen. Interne Abläufe gibt es 
immer, die sind vielleicht ein Thema für's Theoretisieren von sowas wie 
Matlab, aber eines solltest du gleich zu Anfang beherzigen: Mit deinem 
Matlab/Simulink-Zeugs bist du erstmal ganz weit weg von den Realitäten 
in der Welt der Mikrorechner.

Mein Rat: Lies. Und zwar erstmal die Dokus zu unterschiedlichen uC und 
dann Appnotes. Manche lesen sich gar nicht gut, die laß erstmal weg.

Bei Microchip findet man, wenn man sich erstmal bei den kleineren Typen 
(PIC16Fxxx) beliest, relativ verständliche Dokus und man findet auch 
recht nette Appnotes, an denen man lernen kann, wie man so einen uC 
pfiffig einsetzt, um ein gestecktes Ziel zu erreichen. Beispiel: ein 
Frequenzzähler aus nem uralten PIC und einem einzigen Widerstand. Ja, 
geht - zwar nicht so gut wie ein Profizähler von HP, aber geht.

Wie gut die Appnotes bei Atmel sind, sollen mal andere schreiben.
Bei so gut wie allen 32 Bit uC's gibt es hingegen so gut wie garkeine 
für dich hilfreichen Appnotes. Da wird einfach das nötige Fachwissen 
vorausgesetzt.

W.S.

von Praktiker (Gast)


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Hallo,

"Jetzt mach mal halblang... Wozu gibt es wohl Baukästen wie
Fischertechnik? Damit man beim Zusammenbauen etwas lernt. Schritt für
Schritt - da hast du dann wieder Recht. :-)"

na ja - solchen Baukästen sieht man aber z.B. wenn das Zahnrad klemmt 
bzw. ist es bei den meisten Bauelementen egal wie rum sie eingebaut 
werden.

Aber µC ?

-Elekrisch alles richtig angeschlossen ?
-Versteckte Kontaktprobleme durch das Steckbrett ?
-Programmer kompatibel ?
-Schnittstelle vom PC richtig konfiguriert ?
-Richtige Parameter in der Programmiersoftware eingestellt ?
-Verfuset ?
usw.

nicht jeder µC Neueinsteiger ist mit Elektronik Basteln "Entwickeln ;-) 
vorbelastet - Multimeter und Oszilloskop und deren anwendung sind auch 
kein allgemeinwissen, also genug Fallstricke die zusätzlich zu den 
ganzen µC Spezifischen Problemen hinzukommen.
Für den "Totalneueinsteiger" ist ein fertiges System wie Arduino schon 
das richtige - es werden schon noch genug Probleme und Fragen auftauchen


mfg


    Praktiker

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