Reglerimplementierung auf Mikrocontrollern

Worum geht's

Du lernst, wie sich kostengünstige 8‑Bit‑Mikrocontroller zur Implementierung von Regelungen und Steuerungen nutzen lassen. Nach dem Praktikum kannst du selbständig embedded C‑Code für Peripherie, Sensorfusion, digitale PID‑Regler, Odometrie und Trajektorienverfolgung auf Mikrocontrollern entwickeln und testen.

Was du danach kannst

• Aufbau und Architektur von Mikrocontrollern verstehen
• Entwicklungsumgebung, Compiler und Bootloader anwenden
• Datenblätter und Schaltpläne lesen und C‑Code daraus ableiten
• Umgang mit Datentypen und Analyse von Überlauf/Unterlauf
• Konfiguration und Programmierung von Peripherie (I/O, Interrupts, Timer/PWM, ADC, I2C, SPI)
• Serielle Kommunikation zwischen PC und Mikrocontroller nutzen
• H‑Brücke Aufbau und Betriebsmodi verstehen
• Diskrete Systeme und Digitalisierung verstehen
• Echtzeitfähige Implementierung digitaler PID‑Regler und Kaskadenregelungen in C
• Filterentwurf und Implementierung zur Sensordatenfusion
• Odometrie aus Sensordaten entwickeln
• Flachheitsbasierte Steuerungsansätze verstehen und implementieren
• Drehgeber auslesen und Motorkennlinie identifizieren

Aus was das Modul besteht

• PraktikumVermittlung der Mikrocontroller‑Programmierung, Peripherie und Regelung in praktischen Versuchen; enthält Vormittagsvorträge/Tutorials und Nachmittagsübungen
• ProjektaufgabenEigenständige Bearbeitung von Regelungsaufgaben für einen mobilen Roboter (Filter, PID‑Kaskade, Odometrie, Trajektorienfolge) mit Präsentation/Wettbewerb

Lehrmethode

• VorträgeVermittlung der theoretischen Grundlagen
• Live‑Programmierung / TutorialsSofortiges Anwenden der Theorie auf Hardware
• Betreute LaborversucheProblemlösendes Arbeiten an praxisnahen Aufgaben unter Anleitung
• SkriptumVertiefende Nachlese zu Theorie, Herleitungen und Anwendungen
• Studierenden‑Austausch/TeamarbeitFördert Transferdenken und selbstständige Lösungsentwicklung