Facharbeit Physik - Mikrocontroller
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Hi,
wie einige andere Forenteilnehmer auch, werde ich in nächster Zeit eine Facharbeit schreiben müssen und habe mich dabei für das Fach Physik entschieden.Ich würde mich gern in meiner Facharbeit mit Mikrocontrollern beschäftigen, habe aber keinerlei Erfahrungen damit. Was ich von euch wissen möchte:
Kennt ihr vielleicht Experimente o.ä., bei denen man gut (und sinnvoll) Mikrocontroller einsetzen kann? Ist das überhaupt sinnvoll für eine Facharbeit? Dazu muss ich sagen, dass mein Lehrer eher Wert auf praktischen Nutzen legt (er will nachher was Vorzeigbares von meiner Facharbeit haben). Wie sieht es mit Kosten/Einarbeitung/Komplexität von Mikrocontrollern aus?Gruß Hazzel
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Ist unter "was vorzeigbares" die Vorfuehrung eines Experiments zu verstehen?
Da so ein mC im Fach Physik irgendwo allenfalls schmueckendes Beiwerk darstellen wird, wuerde ich sagen: Lohnt nicht. Fuer das, was du damit bewerkstelligen koenntest, gibt es bestimmt auch einfachere Loesungen.
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Um was genau soll es in der Facharbeit gehen, den Mikrocontroller selbst oder eine praktische Anwendung?
Für Einsteiger empfehlen sich der Microchip PIC oder der Atmel AVR, beides relativ simple 8bit RISC-Architekturen. Auf jeden Fall benötigst du erstmal eine Experimentierplatine, die kann man sich fertig kaufen oder auf Lochrasterplatinen selbst zusammenlöten. Die Controller an sich bekommt man günstig (ca. 2-10€) z.B. bei Reichelt, PICs gibt's auch für umme beim Microchip Sample Service. Das Teuerste am sind meistens die Programmiergeräte, beginnen für AVRs bei etwa 40€ (allerdings ohne Debugger), für PICs wird's richtig teuer (ca. 200€), es gibt aber auch Entwicklungsboards, die sich direkt über USB programmieren lassen, der Controller muss dann aber bereits mit einem entsprechenden Bootloader vorprogrammiert sein...
Typische Einsteigersachen, die jeder, der mit Mikrocontroller arbeitet, schon mal gemacht hat, sind Lauflichter mit LEDs, Einlesen einer analogen Spannung über einem Drehpotentiometer mit dem AD-Wandler, Eingaben über Taster, Timersteuerung...
Für die meisten Controller sind kostenlose Assembler verfügbar, für C-Compiler darfst du meist (nicht zu knapp) löhnen.
Programme, die auf so einem Controller laufen, sind meist eher klein und simpel (und ziemlich hässlich), auch, weil du meist ohne Betriebssystem arbeitest. Für PC-Programmierer dürfte die Programmierung aber doch ziemlich fremd anmuten, da du oft bitweise in Registern arbeiten musst und einige Konzepte (Stichwort Interrupts) es so auf dem PC nicht gibt...
Ich hab jetzt erstmal keine Lust mehr zum schreiben ^^, wenn du konkrete Fragen hast, kannst du sie ja hier stellen...Grüße
Martin
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Ist unter "was vorzeigbares" die Vorfuehrung eines Experiments zu verstehen?
Nein. Ich vermute, er möchte etwas für nachfolgende Schülergenerationen haben denen er das dann natürlich vorführt, aber für mich ist ein Vortrag nicht geplant. Er will halt am Ende 'nen Gerät o.ä. da stehenhaben, theoretische Ausführungen sollten nur sekundär sein.
Um was genau soll es in der Facharbeit gehen, den Mikrocontroller selbst oder eine praktische Anwendung?
Ich hatte eine praktische Anwendung gedacht, die in ihrem Aufbau Mikrocontroller verwendet um z.B. irgendwas zu messen oder so. Wie gesagt, ich habe da nicht so eine richtige Vorstellung.
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http://www.mikrocontroller.net/articles/Mikrocontroller#Wozu_ist_ein_Mikrocontroller_gut.3F
Dann hier weiter: http://www.mikrocontroller.net/forum/mikrocontroller-elektronik
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Microcontroller haben mit Physik eigentlich nicht so viel zu tun, eher mit Elektrotechnik...
Stell diese Fragen doch erstmal deinem Lehrer. Der muss schließlich wissen, wie die Facharbeit aussehen soll.
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Microcontroller haben mit Physik eigentlich nicht so viel zu tun, eher mit Elektrotechnik...
Elektrotechnik ist eines der Hauptthemen in der 12. Ich dachte immer das wäre eine Untermenge von Physik.
Stell diese Fragen doch erstmal deinem Lehrer. Der muss schließlich wissen, wie die Facharbeit aussehen soll.
Habe ich, aber ich wollte eure Meinung hören.
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Klar gehört Elektrotechnik und Elektronik zur Physik.
Dein Problem ist, dass Du von µC-Technik offenbar wenig Ahnung hast. Na, dann bringt die Facharbeit Dir zumindest etwas.Schau mal z.B. hier in der Ecke, da kannst Du viel lernen und auch Fragen stellen:
http://www.mikrocontroller.net/topic/11237
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also ich finde das eine gute idee. ich würde wie schon erwähnt den
Atmel AVR empfehlen, zumal mit gcc-avr ein c kompiler zur verfügung
steht und dieser sich auch mit ein wenig lötarbeit ohne viel elektronik
'drumrum' über die parallele schnittstelle programmieren lässt.
hak' noch mal nach wenn dich das interessiert.
eine meßanwendung wäre das einfachste meiner meinung nach. die sensoren
sind billig, und wenns nicht so genau sein muss ist auch hier wenig
lötarbeit notwendig. falls du da ein paar denkanstöße brauchst, kannste
ja auch nochmal nachhaken
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Arduino ist vielleicht ein guter Einstieg. Das ist ein fertiges Dev-Board mit einem AVR und einer freien Entwicklungsumgebung. Das sollte auch relativ günstig sein.
Elektrotechnik würde ich nicht so einfach als Untermenge der Physik abtun. Es ist eben schon ein eigenes Fachgebiet, auch wenn es vielleicht eine große Teilmenge gibt.
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Hazzel schrieb:
Dazu muss ich sagen, dass mein Lehrer eher Wert auf praktischen Nutzen legt (er will nachher was Vorzeigbares von meiner Facharbeit haben).
Ich hab da zwar nichts mit Mikrokontrollern für Dich, aber ich hab mal in einer Videovorlesung ein tolles Vorzeigbares Gerät gesehen.
Guck da mal von Minute 44:30 bis zum Schluss. Wär doch ne tolle praktische Anwendung, die man auch leicht bauen könnte. Und darum lässt sich bestimmt auch ne interessante Facharbeit schreiben.
Da ist nochmal der Link zu der ganzen Vorlesungssammlung:
http://ocw.mit.edu/OcwWeb/Physics/8-02Electricity-and-MagnetismSpring2002/VideoLectures/index.htm
EDIT:
Eine genauere Beschreibung und Demonstration von dem Ding ist in dem Video da ab Minute 27:30 zu sehen:
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Gregor schrieb:
In einer Physikvorlesung sollte man besser die physikalische Stromrichtung verwenden.
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Leprechaun schrieb:
Gregor schrieb:
In einer Physikvorlesung sollte man besser die physikalische Stromrichtung verwenden.
Falls Du was zu dem Video zu sagen hast, dann bezieh Dich bitte auf den Teil des Videos, auf den ich hier hingewiesen habe. Keine Ahnung, von was genau Du sprichst. In dem Teil, den ich angegeben habe, ist glaube ich an keiner Stelle die Rede von einer Stromrichtung.
Abgesehen davon glaube ich nicht, dass der Professor da eine Belehrung darüber nötig hat, wie man eine Physikvorlesung zu halten hat. Und den erreichst Du auch nicht über dieses Forum.
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Gregor schrieb:
Falls Du was zu dem Video zu sagen hast, dann bezieh Dich bitte auf den Teil des Videos, auf den ich hier hingewiesen habe.
Ich beziehe mich auch die erste Minute.
Gregor schrieb:
Abgesehen davon glaube ich nicht, dass der Professor da eine Belehrung darüber nötig hat, wie man eine Physikvorlesung zu halten hat.
Das ist richtig. Professoren haben absolute Narrenfreiheit.
Gregor schrieb:
Und den erreichst Du auch nicht über dieses Forum.
Danke für den Hinweis. Allein wäre ich nie darauf gekommen.
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Akademischer Schwachfug.
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Mir ist nochwas eingefallen. Da wäre etwas mehr Elektronik dran, wäre also vielleicht eher auf den Threadersteller zugeschnitten:
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Leprechaun schrieb:
Gregor schrieb:
Falls Du was zu dem Video zu sagen hast, dann bezieh Dich bitte auf den Teil des Videos, auf den ich hier hingewiesen habe.
Ich beziehe mich auch die erste Minute.
Ich hab es mir angeguckt: Ich sehe keinen Grund, warum der Prof den elektrischen Strom nicht so einzeichnen sollte, wie er es da macht. Der elektrische Strom ist genau so definiert, wie er ihn da benutzt. Abgesehen davon bezieht sich der Begriff der "physikalischen Stromrichtung" auf den Teilchenfluss. Da der Prof dort keine Aussage über die Art der Ladungsträger macht, kann er auch keine Richtung des Teilchenflusses angeben. Vielleicht sind es ja positiv geladene Ionen.
Und nein: Man sollte in einer Physikvorlesung im Allgemeinen nicht die physikalische Stromrichtung verwenden.
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Du meine Güte, dann baue lieber einen Roboter, siehe: http://www.henkessoft.de/Roboter/Nibo.htm http://www.henkessoft.de/Roboter/ASURO.htm
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Gregor schrieb:
Man sollte in einer Physikvorlesung im Allgemeinen nicht die physikalische Stromrichtung verwenden.
Und ich kenne keinen Grund, warum überhaupt jemand die "technische" Stromrichtung verwenden sollte. Sie ist einfach nur falsch.
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Danke für die Anregungen, so in der Art habe ich bzw. hat mein Lehrer sich das vorgestellt. Ich muss auch nicht "auf Teufel komm raus" was mit Mikroconrollern machen, das war nur so eine Idee. Ich werde das in der nächsten Woche noch mal mit meinem Lehrer abklären und mich dann entscheiden. Ich aber natürlich noch offen für weitere Vorschläge
Erhard Henkes schrieb:
Du meine Güte, dann baue lieber einen Roboter, siehe:
Das ist auch eine gute Idee, aber der Asuro ist schon vergeben. Ich habe ihn mir aber schon "privat" bestellt und werde ihn nach der Facharbeit bauen.
Vorschläge von meinem Lehrer waren übrigens u.A. der Bau eines Seismographen oder Magnetographen.