Výukový model pro mechatroniku: vývoj modelu a rychlé komunikace pomocí USB

Abstract

Táto diplomová práca sa zaoberá návrhom a realizáciou výukového modelu pre študentov mechatroniky na vysokej škole. Úvod práce sa zaoberá krátkym uvedením do problematiky používania univerzálnej sériovej zbernice a jej implementáciou pre komunikáciu s mikrokontrolérom. Druhá časť je venovaná hardwaru zariadenia, medzi čo patrí voľba vhodného motoru, návrh vhodných elektronických komponentov, návrh dosiek plošných spojov a taktiež mechanickej konštrukcie celého zariadenia. Nasleduje softwarová časť, popisujúca praktickú realizáciu komunikácie, program v mikrokontroléry, a Toolbox, ktorý umožňuje užívateľovi jednoduchú interakciu s hardwarom a to jak z Matlabu. tak zo Simulinku. Kombinácia navrhnutých hardwarových a softwarových prvkov umožňuje jednoduchú cestu k zlepšeniu vedomostí študentov v oblastiach programovania, riadenia a modelovaní sústav. Pre tieto účely je práca rozšírená o pracovný list, ktorý dopĺňa navrhnuté zariadenie o sadu experimentálnych úloh, zameraných na vybrané mechatronické problémy.This thesis deals with the design and implementation of an educational model for students of mechatronics at a university. The introduction briefly focuses on the USB and its implementation for communication with a microcontroller. The second part is devoted to the hardware of the device, which includes the selection of the right motor and the electronic components, the PCB design as well as the mechanical construction of the entire device. The aim of the following section is to characterize the software, describing the practical implementation of the communication, a program running in microcontroller and the toolbox, which allows the user to easily interact with the hardware, from both Matlab and Simulink. The combination of designed hardware and software elements provides an easy way to improve student’s knowledge in programming area, control and system modelling. For these purposes, the work is extended by a workbook, which complements the designed device with a set of tasks focused on selected mechatronic issues.