====== Moodul: riistvara ja andurtehnoloogiad (1. osa) ======^ Õpiaste | Bakalaureusekraad |

ECTS ainepunkti 1 EAP
Õppevormid Hübriid või täielikult võrgus
Mooduli eesmärgid Mooduli eesmärk on anda praktiline alus autonoomsete süsteemide riistvara tuvastamiseks, sisseehitatud kommunikatsiooniks ja navigeerimiseks/positsioneerimiseks. Kursusel arendatakse õpilaste võimet kavandada, integreerida ja valideerida mitme anduri ja täiturmehhanismi seadistusi manustatud platvormidel, võttes arvesse liideste ühilduvust, ajastust, võimsust ja elektromagnetilisi piiranguid, et luua usaldusväärseid autonoomiavalmidusega platvorme.
Eelnõuded Algteadmised elektroonikast ja programmeerimisest, samuti sissejuhatav juhtimine ja lineaaralgebra. Kasuks tuleb oskus töötada Linuxi-põhiste tööriistade ja versioonikontrolliga, samas kui eelnev kogemus mikrokontrollerite või ühe pardaarvutitega on soovitatav, kuid mitte kohustuslik.
Õpitulemused Teadmised
• Selgitage levinumate andurite ja täiturmehhanismide tööpõhimõtteid ja spetsifikatsioone.
• Kirjeldage manustatud sideprotokolle ning ajastuse/sünkroonimise kontseptsioone.
• Kirjeldage riistvara integreerimise elutsüklit, kalibreerimismeetodeid, keskkonna-/EMC-teste ja etteantud ohutus-/kvaliteedistandardeid.
Sobivate andurite ja täitmisseadmete valimine lihtsalt sobivad oskused täpsuse, latentsuse, võimsuse ja kulude kompromissid.
• Konfigureerige ja avage seadmete siine, logige ja tõlgendage andurite andmeid ning teostage põhiline mitme anduri kalibreerimine.
• Looge minimaalne HIL-test, et kinnitada taju/juhtimisahelat ja dokumenteerida tulemusi.
Arusaamine
• Tunnistage integratsiooniriske ja pakkuge tarneahela planeerimisel välja ja tehke ettepanekuid • leevendusi. komponendid.
• Töötage ohutult, eetiliselt ja reprodutseeritavalt, dokumenteerides konfiguratsioonid ja muudatused. | ^ Teemad | 1. Andurid, arvutusseadmed ja navigatsioonisüsteemid:
— andurite taksonoomia ja spetsifikatsioonid (IMU, GNSS, magnetomeeter, LiDAR, sügavus, kaamera); kalibreerimine (välised andmed/IMU joondus).
— Sisseehitatud andmetöötlus: MCU-d vs. SoC-d (CPU/GPU/kiirendid), toite-/soojusdisain, mälu ja sisend/väljund.
— Navigeerimine ja positsioneerimine: GNSS/IMU põhitõed, odomeetria, andurite liitmise kontseptsioonid.
— Tagasiside Probonesb: 2. I²C/SPI/UART põhialused; CAN/CAN-FD; Ethernet, TSN kontseptsioonid; DDS/ROS2 side.
3. Integratsiooni elutsükkel ja töökindlus:
— Nõuded → liidese disain → kokkupanek → HIL/SIL → keskkonna- ja EMC testimine; ajastus/sünkroniseerimine; liiasus.
4. Tarneahela ja elutsükliga seotud kaalutlused:
— komponentide kättesaadavus, kvaliteet/jälgitavus, küberturvalisus (SBOM/püsivara allkirjastamine) ja aegumise planeerimine. | ^ Hinnangu liik | Positiivse hinde eelduseks on positiivne hinnang mooduliteemadele ja praktiliste tööde tulemuste esitamine koos nõutava dokumentatsiooniga | ^ Õppemeetodid | Loeng — Kontseptsiooni ülevaated koos töötatud riistvaraskeemide ja siini ajastuse näidetega.
Laboritööd — Andurite ja mikrokontrolleri/SBC, siinide praktiline avamineniffing, ajatembeldamine ja kalibreerimine; mini HIL demo.
Individuaalsed ülesanded — Lühikesed projekteerimis-/arvutusülesanded (komponentide valik, liidese eelarved) koos lühikese tehnilise märkusega.
Iseõppimine — Kureeritud näidud ja andmelehed; soovitatud MOOC-videod, et tugevdada manustatud ja navigeerimiskontseptsioone. | ^ AI osalus | Abistav koodi tellimine ja silumine, logide kokkuvõte, andmete analüüs/visualiseerimine ja kirjanduse otsingu tugi. Õpilased peavad kontrollima väljundeid, viitama tehisintellekti tööriistade kasutamisele ja vältima varaliste või hindamistundlike andmete üleslaadimist. | ^ Soovitatud tööriistad ja keskkonnad | STM32 või sarnased MCU arendusplaadid, Raspberry Pi / NVIDIA Jetson, tüüpilised andurid (IMU, GNSS, LiDAR, kaamera), CAN-siin ja loogikaanalüsaatorid, ROS2-põhine logimine | ^ Kinnitamise ja kinnitamise fookus | | ^ Asjakohased standardid ja reguleerivad raamistikud** 		ISO 26262, ISO 11452 / CISPR 25 / ISO 7637, ISO 16750, CAN