Описание

Стенд предназначен для проведения лабораторно-практических работ для студентов высших, средних и профессионально-технических учебных заведений с целью изучения встраиваемых ЭВМ и получения опыта работы с ними. Выполняя лабораторно-практические работы, студент приобретает опыт работы со встраиваемыми системами, изучает основы языка python, работу с переменными, циклами и условными операторами. Изучается работа моноплатного компьютера Raspberry Pi с простейшими элементами – управление светодиодами, обрабатывание нажатия кнопок, борьба с дребезгом, а также работа с более сложными периферийными устройствами. Изучается вопрос энергопотребления при решении различного рода задач с помощью моноплатного компьютера, эффективность 3D-ускорителя в различных задачах, рассматривается работа моноплатного компьютера на операционной системе ROS (Robot Operating System).

Состав:

1. Модуль «Архитектура встраиваемых ЭВМ на базе Raspberry Pi» (1 шт.)
2. USB клавиатура (1 шт.)
3. USB мышь (1 шт.)
4. SD/MicroSD карта памяти с системой Raspberry Pi (1 шт.)
5. Блок питания (1 шт.)
6. Комплект соединительных приборных проводов (1 шт.)
7. Комплект учебно-методических пособий (2 шт.)
8. Программное обеспечение (1 компакт-диск).

Функциональность стенда и его структура

Особенностью исполнения данного стенда является конструкция модуля со встроенным моноплатным компьютером и всей необходимой периферией. Это позволяет экономить пространство при размещении стенда и избавляет от излишка проводов для подключения модулей. На моноплатном компьютере установлена специализированная операционная система.
Специально для стенда разработан комплект учебно-методических пособий, которые помогут изучить встраиваемые ЭВМ, как в теории, так и на практике, а также помогут с легкостью разобраться в работе стенда. Комплект учебно-методических пособий состоит из трёх руководств: теоретическое, управление стендом и лабораторный практикум. В теоретическом руководстве подробно рассматривается работа с Raspberry Pi, изучаются основы языка программирования Python, рассматриваются сервера приложений, сервисы, удаленное управление, сервисы безопасности и прикладные программы Paspbian. В заключении рассматривается работа с Robot Operating System и работа с периферийными устройствами модуля. Руководство по управлению описывает принципы работы с каждым узлом стенда и как применить полученные знания в теории на реальном оборудовании. В конечном итоге в рамках лабораторного практикума закрепляются знания, полученные от теоретического материала, – студенты создают и настраивают устройства с использованием моноплатного компьютера, используя различное периферийное оборудование.

Модуль «Архитектура встраиваемых ЭВМ на базе Raspberry Pi»

Модуль включает в себя моноплатный компьютер и основной набор периферии. Назначением данного модуля является наглядное изучение архитектуры встраиваемых систем с использованием моноплатных компьютеров. На задней части модуля располагаются все необходимые разъемы для подключения периферии. Модуль представлен следующими функциональными частями:

• Моноплатный компьютер (1 шт.)
• Цветной LCD дисплей, с диагональю не менее 7 дюймов (1 шт.)
• Жидкокристаллический цифробуквенный дисплей (1 шт.)
• Микросхема часов реального времени (1 шт.)
• Датчик температуры с нагревательным элементом (1 шт.)
• Блок кнопок (1 шт.)
• Блок светодиодов для индикации логических уровней (1 шт.)
• Потенциометр (1 шт.)
• Микросхема АЦП
• Блок управления и индикации работы моноплатного компьютера (1 шт.)

Перечень лабораторных работ

1. Знакомство с Raspberry
2. Основы языка. Переменные. Циклы. Условия.
3. Работа с GPIO. Управление светодиодами. Считывание нажатия кнопок.
4. Работа с GPIO. Работа с символьным жидкокристаллическим индикатором.
5. Измерение потребляемой мощности. Зависимость токопотребления от решаемых задач.
6. Эффективность 3D-ускорителя.
7. Работа с GPIO. Интерфейс I2C. Работа с микросхемой часов реального времени DS1307Z.
8. Работа с GPIO. Интерфейс 1-wire. Работа с датчиком температуры DS18B20.
9. Robot Operating System (ROS). Создание тестового проекта.

Характеристики модуля

• Напряжение электропитания, В 5
• Максимальное потребление тока, А 2
• Диапазон рабочих температур, ºС +10 … +40
• Габаритные размеры модуля, ШхВхГ, мм 290 х 80 х 200
• Количество мест для обучаемых 1