IRE35115 Kraftelektronikk og mikrokontrollere (Høst 2016)

Emnet er tilknyttet følgende studieprogram

Obligatorisk valgemne i Bachelorstudium i ingeniørfag:

• elektro
• elektro, Tress
• elektro, Y-veien

• studieretning digital elektronikk

Forkunnskapskrav utover opptakskrav

Det forutsettes bestått i emnene Digitalteknikk og Programmering og mikrokontrollere, eller tilsvarende.

Det anbefales også fullført og bestått i emnene Elektriske kretser, Elektronikk og Styring og reguleringsteknikk, eller tilsvarende.

Undervisningssemester

5. semester (høst)

Studentens læringsutbytte etter bestått emne

Kunnskap:
Studenten har

• grunnleggende kunnskap om konstruksjon av digitale styresystemer basert på mikrokontrollere
• kjennskap til oppbyggning av mikrokontroller og hvilke systemfunksjoner (ADC, UART o.a.) som vanligvis inngår i disse

Ferdigheter:
Studenten

• utfører beregninger på kraftelektroniske kretser med ideelle komponenter
• tar hensyn til spesielle forhold ved oppbygging av kraftelektroniske kretser

Generell kompetanse:
Studenten

• har forståelse for grunnleggende forhold innen kraftelektronikk
• har opparbeidet kompetanse i rapportskriving

Innhold

• Kraftelektroniske komponenter
• Brukoblinger
• Kraftforsyninger
• Frekvensomformere
• EMC
• Regulering og styring av kraftelektroniske systemer
• Bruk av PC-basert krysskompilator / assembler / linker for mikrokontrollere
• Hardwareorientert og sanntidsorientert programutvikling
• Mikrokontrollerarkitekturer
• Bruk av stack / avbruddsbehandling
• Parameteroverføring og samspill C/assembly
• Interne systemfunksjoner (timere, ADC, UART o.a)
• Ekstern hukommelse / portutvidelse / timing
• Interfacing til ytre enheter som ADC/DAC, LCD-moduler etc

Undervisnings- og læringsformer

Emnet undervises ved  forelesninger, øvinger og laboratorieoppgaver. Deler av eller hele emnet samundervises med NTNU, Campus Gjøvik og Karlstad universitet, og Moodle benyttes som elektronisk læringsplatform i kombinasjon med videokonferanse.

En rapport fra praktisk øving innen mikrokontrollere, nærmere angitt av faglærer, skal leveres til eksamen og inngår i karaktersettingen - se Vurdering.

Arbeidskrav - vilkår for å avlegge eksamen

• Laboratorie- og prosjektoppgaver
• Øvinger
• Innleveringer

Nærmere definerte arbeidskrav fastsettes i emnets undervisningsplan.
Arbeidskrav må være godkjent før studenten kan fremstille seg til eksamen.

Eksamen

Skriftlig eksamen og innleveringsoppgave.

4 timer skriftlig eksamen, hvor en utarbeodet rapport innen mikrokontrollere tas med og leveres sammen med eksamensoppgaven. Denne inngår da som del av eksamensbesvarelsen.

Eksamensoppgaven består av to deler, som hver for seg dekker de to temane kraftelektronikk og mikrokontrollere. For å bestå eksamen må kandidaten ha besvart oppgaver fra begge tema tilfredsstillende.

Tillatte hjelpemidler: Selvskrevet formelsamling for kraftelektronikk, kopier av sentrale deler av brukermanual for den anvendte mikrokontrolleren og godkjent kalkulator.

Det gis en samlet bokstavkarakter A til F, der A er beste karakter og F er ikke bestått.

Ved ikke bestått eksamen eller ønske om forbedret karakter må skriftlig eksamen gjennomføres på nytt og rapport omarbeides etter innspill fra faglærer.

Evaluering av emnet

Løpende evaluering av undervisningen gjennom semesteret, hvor metode for evaluering avtales mellom faglærer(e) og studenter.
Skriftlig sluttevaluering av emnet.

Litteratur

 

Utdrag av, Mohan, Underland, Robbins; Power Electronics, Third Edition. ISBN 0-471-42908-2

[1] Johansen, Å (2011) Programmering av AVR mikrokontrollere: del 1-4 (Kompendium HiØ)

[2] avr-libc Reference Manual  (Nedlastbar (PDF) og on-line versjon av dokumentet finnes på http://www.nongnu.org/avr-libc/ - 18.2.2010)

[3] ATmega32A - Datasheet (Nedlastbar versjon finnes på  http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc8155.pdf - 18.2.2010)

Som støttelitteratur foreslås følgende tekster:

Barnett, Cox & O'Cull (2003) Embedded C Programming and the Atmel AVR (Thomson - Delmar Learning - ISBN 1-4018-1206-6)

Dhananjay V. Gadre (2001) Programming and Customizing the AVR Microcontroller (McGraw-Hill -0-07-134666-X)

Handouts og kompendier vil tilkomme i løpet av studiet.