Pla docent de l'assignatura

 

 

Tanca imatge de maquetació

 

Imprimeix

 

Dades generals

 

Nom de l'assignatura: Laboratori de Sistemes Electrònics II

Codi de l'assignatura: 362232

Curs acadèmic: 2021-2022

Coordinació: Javier Jose Sieiro Cordoba

Departament: Departament d'Enginyeria Electrònica i Biomèdica

crèdits: 6

Programa únic: S

 

 

Hores estimades de dedicació

Hores totals 150

 

Activitats presencials i/o no presencials

60

 

-  Pràctiques de laboratori

Presencial i no presencial

 

60

Aprenentatge autònom

90

 

 

Recomanacions

 

Tenint en compte que en aquesta assignatura s’han d’aplicar de manera pràctica tots els coneixements i capacitats que l’estudiant ha adquirit en el grau d’EET, es recomana haver cursat totes les assignatures dels semestres anteriors i estar cursant les assignatures del setè semestre. A més a més, l’estudiant ha de tenir un nivell d’expertesa avançat en l’ús de la plataforma de desenvolupament launchpad-MSP432 i l’entorn CCS.

 

 

Competències que es desenvolupen

 

   -

Capacitat d'anàlisi i síntesi (instrumental).

   -

Capacitat d'analitzar, valorar i prendre decisions tecnològiques d'acord amb criteris de cost, qualitat, seguretat, impacte social, sostenibilitat, temps i respecte als principis ètics de la professió (instrumental).

   -

Habilitat per treballar de manera autònoma (personal).

   -

Capacitat per utilitzar eines informàtiques de recerca de recursos bibliogràfics o d'informació relacionada amb les telecomunicacions i l'electrònica (personal).

   -

Capacitat d'iniciativa, esperit emprenedor i lideratge (sistèmica).

   -

Capacitat de resolució de problemes amb iniciativa, creativitat i presa de decisions tecnològiques d'acord amb criteris de cost, qualitat, seguretat, sostenibilitat, temps i respecte als principis ètics de la professió (instrumental).

   -

Capacitat de treball en equip o en un grup multidisciplinari (personal).

   -

Capacitat d'aplicar tècniques d'optimització dels dispositius i sistemes electrònics per a la minimització del seu consum de potència amb criteris de sostenibilitat.

   -

Capacitat per concebre, dissenyar i produir equips i sistemes electrònics especialment dedicats a l'electrònica de consum i a les tecnologies de la informació i les comunicacions. Particularment, integrar algoritmes de processament d'informació al maquinari adequat.

   -

Capacitat per concebre, dissenyar i produir equips i sistemes electrònics especialment dedicats a l'electrònica de consum i a les tecnologies de la informació i comunicacions. Particularment, dissenyar circuits digitals prenent com a fonament les tecnologies basades en lògica programable i circuits integrats d'aplicació específica.

   -

Capacitat d'enfocament del disseny dels productes d'una manera sistèmica. Triar de manera òptima quines parts de l'aplicació requereixen una solució de maquinari o programari, saber integrar adequadament les dues parts per al producte acabat i ser capaç de desenvolupar, si escau, la interfície que permeti la integració en arquitectures més complexes.

   -

Comprensió de la interacció de l'electrònica amb altres àrees de coneixement (no només telecomunicació o informàtica, sinó també automoció, medicina, aeronàutica...) i ser capaç de col·laborar eficaçment en equips multidisciplinaris, coneixent els principis de les tecnologies amb què es complementa i proposant millores en la funcionalitat dels sistemes electrònics i innovacions que permetin la fabricació de sistemes més reduïts, més potents, més econòmics i més sostenibles.

   -

Capacitat per concebre, dissenyar i produir equips i sistemes electrònics especialment dedicats a l'electrònica de consum i a les tecnologies de la informació i les comunicacions. Particularment, desenvolupar el maquinari necessari que permeti captar, adaptar, digitalitzar i processar senyals de diferents característiques.

Objectius d'aprenentatge

 

Referits a coneixements

Aprendre a dissenyar un sistema electrònic encastat basat en un microcontrolador i un sistema operatiu en temps real que permeti el control d’una plataforma.

 

 S’incorporarà la perspectiva de gènere en el desenvolupament de l’assignatura, en la mesura que sigui possible.

 

 

Blocs temàtics

 

1. Plataforma MSP432 i CCS

1.1. Plataforma HW

1.2. IDE

2. Real-time operating system (RTOS)

2.1. Conceptes d’RTOS

2.2. HWI

2.3. SWI

2.4. Tasks

2.5. Funcions temporals

2.6. Sincronisme

2.7. Drivers

3. Sistemes de control

3.1. Realimentació

3.2. Control PID

3.3. Orientació en l’espai: quaternions

3.4. Fusió de dades: filtres predictius

4. Disseny PCB per a EMC

4.1. Partició del disseny

4.2. Elements d’apantallament, xassís i connectors

4.3. Disseny alta velocitat

4.4. Distribució de l’alimentació

4.5. Disseny mixt

5. Desenvolupament sistema encastat

5.1. Arquitectura HW i SW

5.2. Desenvolupament d’una aplicació

 

 

Metodologia i activitats formatives

 

En aquesta assignatura, s’ha d’implementar un projecte integrat de maquinari i programari complet basat en microprocessador (MSP432) i en un sistema operatiu en temps real (RTOS) amb la finalitat de fer el control PID d’una plataforma, la qual consta de sensors i actuadors. Des del punt vista de l’aprenentatge, el curs queda dividit en dos blocs. Al primer, s’aborden tots el conceptes necessaris per desenvolupar el projecte:

— Sistemes operatius en temps real RTOS (quatre sessions): els conceptes de RTOS es treballen de forma pràctica fent ús de la placa de desenvolupament MSP432, l’entorn CCS i les llibreries TI-RTOS. Aquests conceptes són necessaris per desenvolupar l’arquitectura de programari del projecte. També, s’inclou la definició de l’arquitectura SW del sistema a implementar.

— Sistemes de control i “sensor fusion” (dues sessions): fent servir un sistema genèric, s’explica com es realitza un control PID i com obtenir els paràmetres del PID de forma experimental. A més a més, s’introdueix el concepte de “sensor fusion” i filtres predictius pel tractament de les dades múltiples d’un cert observable experimental.

— Disseny de PCBs orientat a EMC (dues sessions): es repassen i reforcen els conceptes de disseny de circuits d’alta velocitat i de potència orientat a la compatibilitat electromagnètica. S’inclou el disseny de les PCBs necessàries per a la realització del projecte.

Al segon bloc, de cinc sessions, es realitza la integració de tot el sistema. L’execució d’aquest bloc és responsabilitat de l’alumne, treballant de forma autònoma i marcant el seu propi ritme de progrés. Aquesta responsabilitat comporta les tasques de gestió  del projecte (cronograma, activitats, documentació i revisió), assemblatge-test-verificació del HW, el desenvolupament i depuració del SW, l’extracció dels paràmetres del PID de la planta i la verificació del correcte funcionament de tot el sistema de control. Per facilitar el treball autònom, els alumnes disposen d’eines de laboratori portàtils (kit EMPENTA: Analog Discovery 2; font d’alimentació, connectors i components), les quals permeten fer la depuració del sistema tant al laboratori com al seu lloc personal d’estudi. El professorat es limita a fer l’assessorament pertinent per guiar l’execució del projecte i, si s’escau, a aprofundir en els conceptes estudiats al llarg del primer bloc.   

 

 

Avaluació acreditativa dels aprenentatges

 

Totes les activitats avaluables són individuals (no no hi ha cap nota de grup). L’avaluació queda dividida en:

— Prova de síntesi d’RTOS (50 %): prova individual per a avaluar l’assoliment dels coneixements i habilitats sobre RTOS. La prova està formada per una part teòrica d’arquitectura de programari i conceptes d’RTOS i una part pràctica de desenvolupament de codi i anàlisi de codi.

— Presentació oral i escrita del projecte (50 %): s’avaluen les competències sistèmiques i tècniques (pràctiques) de cada alumne. Això inclou el desenvolupament tècnic i completament funcional del projecte incloent-hi la seva defensa (30 %), l’elaboració d’informes i entregables segons les dates estipulades (20 %).

Per aprovar l’assignatura, s’ha de superar qualsevol prova avaluable amb una nota superior a 5.

Tenint en compte les característiques de l’assignatura, no és possible fer una reavaluació.

Plagi/Còpia
Segons l’acord del Consell d’Estudis del grau d’Enginyeria Electrònica de Telecomunicació del 6 de juliol de 2016, en cas de detectar-se algun senyal de plagi/còpia en qualsevol activitat avaluable, la penalització consisteix a, com a mínim, qualificar-la amb un zero. Si un mateix alumne reincideix i plagia/copia una segona vegada durant el mateix curs, el professor avalua l’assignatura amb un zero i l’alumne no té dret a la reavaluació.

 

Avaluació única

No és possible fer avaluació única.

 

 

Fonts d'informació bàsica

Consulteu la disponibilitat a CERCABIB

Llibre

TI MSP432 ARM programming for embedded systems : using C language / Muhammad Ali Mazidi, Sepehr Naimi, Shujen Chen, Misagh Salmanzadeh

https://cataleg.ub.edu/record=b2240794~S1*cat  Enllaç

Embedded systems : real-time operating systems for the ARM® Cortex™-M microcontrollers
Valvano, Jonathan W., 1953- autor
[Austin, TX] : Jonathan W. Valvano, January 2017
Fourth edition
 

https://cataleg.ub.edu/record=b2220048~S1*cat  Enllaç

Real-time Bluetooth networks : shape the world
Valvano, Jonathan W., 1953- autor
[Lloc de publicació no identificat] : Jonathan W. Valvano, 2016
First edition

https://cataleg.ub.edu/record=b2240375~S1*cat  Enllaç

Embedded systems : introduction to the MSP432 microcontroller
Valvano, Jonathan W., 1953-, autor
[North Charleston, SC] : [CreateSpace], December 2017
Second edition

https://cataleg.ub.edu/record=b2240128~S1*cat  Enllaç