====== 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 |
