Lernziele
Im Rahmen des Praktikums werden die Grundlagen der Mikrocontrollerprogrammierung anhand von Beispielen aus dem Bereich hochautomatisierter Schienenfahrzeuge vermittelt. Mit selbst aufgebauter oder erweiterter Versuchsaufbauten werden die Möglichkeiten der Programmierung von Mikrocontrollern sowie die Möglichkeiten der Verschaltung mit verschiedenen Sensoren aufgezeigt. In den eigenständig durchgeführten Versuchen, liegt dabei auf der Dekodierung von Sensordaten zur Ortung und Umfelderkennung sowie der Regelung von Antriebsmotoren.
Das Praktikum vermittelt die Fähigkeit Schaltungen aus mehreren Controllern und Sensoren eigenständig zu entwickeln und aufzubauen.

Praktikumsinhalte

2025    Einführung Matlab/Simulink

• Grundlagen Matlab/Simulink
• Eigenleistung: Entwickeln einfacher Skripte mit Matlab/Simulink

2025     Einführung Raspberry Pi und Arduino

• Grundlagen Microcontroller
• Grundlagen Programmierumgebungen Matlab/Simulink und Arduino IDE
• Eigenleistung: Inbetriebnahme Microcontroller, Einbinden in eine Entwicklungsumgebung

2025     Inbetriebnahme und Verschaltung von Microcontrollern

• Grundlagen elektrischer Schaltungen und Schnittstellen für Microcontroller
• Aufbau einer Schaltung aus verschiedenen Microcontrollern
• Entwickeln der Schnittstellen zwischen den Microcontrollern
• Eigenleistung: Übertragen von Daten zwischen den einzelnen Komponenten, Beurteilung der Schnittstellen anhand der Latenzen

2025     Einbinden von Sensoren und Aktuatoren

• Verschaltung von Motoren und Sensoren
• Eigenleistung: Ansteuerung von Motoren, Auslesen von einfachen Sensordaten

2025     Antriebsregelung

• Auslesen von Sensordaten zur Abstandsmessung
• Eigenleistung: Regelung Motordrehzahl in Abhängigkeit diverser Sensordaten

2025     Auslesen komplexer Sensordaten

• Grundlagen LiDAR- und Ortungssensoren
• Eigenleistung: Auslesen von Ortungs- oder LiDAR-daten

2025    Aufbau hochautomatisiertes System

• Übersicht Gesamtsystem hochautomatisierter Schienenfahrzeuge
• Eigenleistung: Fusion bisheriger Praktikumsinhalte zu funktionsfähigem System

Literatur

• Dembowski, K. (2020). Raspberry Pi - Das technsiche Handbuch. Springer Vieweg.
• Pietruzska, W. D., & Glöckler, M. (2021). Matlab und Simulink in der Ingenieurpraxis: Modellbildung, Berechnung und Simulation. Springer Vieweg.
• Schreiter, D. (2019). Arduino Kompendium: Elektronik, Programmierung und Projekte. BMU Verlag.