Programozás oktatás hatékonyságának és a hallgatók motivációjának növelésére tett lépések a nappali képzésben

Programozás oktatás hatékonyságának és a hallgatók motivációjának növelésére tett lépések a nappali képzésben Sándor Tamás [email protected] Óbudai Egyetem Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar Műszertechnikai és Automatizálási Intézet Szikora Gábor Ericsson Magyarország Kft. [email protected] Topor Zoltán Biodigit Kft. [email protected] Zsíros Dániel Biodigit Kft. [email protected] Összefoglalás – A villamosmérnöki gyakorlatban egyre inkább szerepet kap a programozás. A korábbi kizárólagos hardveres gyakorlatot felváltva egyre inkább a komplexebb feladatok megoldásának képessége az elvárás. Ennek érdekében a nappali tagozatos villamosmérnökök számára a második évfolyamtól kezdve a Programozás II. elméleti és laborgyakorlattal kiegészített tárgyak mikrokontroller alapú fejlesztői eszközökkel kerültek megtámogatásra. A konkrét fejlesztői eszköz valós hardveres környezetet biztosít a hallgatók számára az AVR assembly, illetve az AVR C programozási nyelvek elsajátításához. A fejlesztői eszköz emellett lehetőséget biztosít összetett alkalmazások elkészítéséhez is, így lehetőséget biztosít későbbi félévekben elsajátítandó ismeretekhez akár BsC, akár MsC képzésen. Moduláris felépítéséből adódóan többféle mikrokontrollerhez is illeszthető a rendszer. Az előadásban részletesen bemutatásra kerül a fejlesztői eszköz több féléves oktatási tapasztalatai.

I.

BEVEZETÉS

A mai programozás oktatásnak a legnagyobb problémája, hogy a hallgatók már nem annyira motiváltak attól, hogy a képernyőn megjelenik egy grafikai elem, vagy a program az utasításunknak megfelelően például kiszámol egy számunkra bonyolultabb műveletet. Ahogy fejlődött a számítástechnika, és ahogy fokozatosan kézzelfoghatóbb lett a számítástechnikai eszközök és a számítógép kezelése, úgy vált egyre természetesebbé és alapismeretté. Abból, hogy a számítástechnika és a programozás már-már alapszintű követelmény a számítógépek haladó szintű kezelésénél, egyenesen következik az, hogy az informatika oktatása már a főiskola, ill. egyetem előtt megjelenik a számítástechnikai programozás oktatásában. Azáltal, hogy a számítástechnikai eszközök puszta működése már nem jelent újdonságot és teljesen természetes, ezzel fokozatosan növekszik a hallgatók igénye az újabb és látványosabb területek megismerése iránt. Egy szóval elmondható a szinte kötelező változtatási igény oka: Az ingerküszöb megnövekedése! Az oktatók feladata jelenleg már több mint a korábbi időkben volt, ugyanis ahhoz hogy a hallgató érdekesnek és hasznosnak ítéljék az átadott információt, nem feltétlen túl tudományosnak és részletekbe menőnek kell lennie, hanem elsősorban látványosnak! És ha a hallgatót megfogta, akkor lehet boncolni a részleteket és a miérteket. Szinte minden média azon dolgozik a folyamatos újdonság hajhászással, hogy az emberek vizuális ingerküszöbét egyre feljebb- és feljebb emelje. Mivel a programozás oktatás sokakban csak egy olyan téves képként él, hogy a programozó éjjel-nappal kattintgat egy ingerszegény monitorfényben úszó munkahelyen / szobában, (melyről természetesen a korábbi programozási gyakorlat tehet) így természetes, hogy a hallgatók elsőre szinte rettegnek attól, amikor arról van szó, hogy PROGRAMOZÁS!

A modern programozás oktatásnak ezzel a „hagyománnyal” kell szakítani ahhoz, hogy mind ez a kép megváltozzon, mind pedig hogy élmény és újdonság legyen a programozás! Miért nem megy a programozás? Előítéletek a programozással kapcsolatban A programozás pont a bevezetőben említett probléma okán nem megy… Ugyanis egy tudatalatti rettegés, egy félelem van a hallgatókban. Emiatt nem is motiváltak. Azzal, hogy a programozott „késztermék” csak a virtuális térben él, így természetes hogy nem is érzik magukhoz közelállónak ezt a tudományt. A virtuális térben való munkát át kell hozni a valóságba, ahol a program kódunk mondhatni megelevenedik. Motort hajt, LED-et villogtat, stb. Amiatt, hogy a hallgató önállóan nem motivált a programozás megismerésében, az hat a teljes közösség fejlődésére is, ugyanis a hallgatók elsősorban könnyebben kérdezik meg a mellettük ülőt, ha problémájuk van. De mi van, ha a szomszédja sem tud segíteni, mert ő sem motivált? – A válasz egyszerű: Katasztrófa. Ritka az az oktatási közösség, az a csoport, ahol a hallgató közvetlen meri feltenni a kérdéseit az oktatónak. E mögött is a korábban már említett probléma áll véleményünk szerint, a frontális oktatás. Ha maga a programozás és a tudománya nem kézzel fogható, akkor akik oktatják, azok is csak a virtuális térben léteznek számukra, annak ellenére, hogy ott áll az oktató a pulpituson. Hiányzik az, hogy mind az oktatott anyag, mind pedig az oktató személyes legyen. A hallgató magáénak érezze mind a tárgyat, mind pedig közvetlennek és segítőkésznek az oktatót. Az egyetemi szakmai – hangsúlyozva szűk szakmai – képzésben a hallgató és az oktató között véleményünk szerint szakítani kell azzal a hagyománnyal, amikor az oktató az elérhetetlen géniusz. Ezzel a berögződéssel való szakításnak egyszerű bizonyítéka az, hogy a végzett hallgató, aki mérnökként kerül ki az adott intézményből, nem egy gyerek… Mérnök, és az oktatójának a mérnök kollégája! A mai oktatás teljesen elfelejtette azt a tényt, hogy a mérnöki munka a szakmai vita és értekezésen alapszik, így a hallgató ebből következően nem mer kérdezni, értekezni az oktatójával, aki már ott majdnem, hogy a kollégája. Természetesen nem szabad elfeledkezni a szakmai tapasztalat tényéről, ugyanis a végzés előtt álló vagy a frissen kikerült mérnök még csak mérnök tanonc, aki akkor válik valódi mérnökké, ha a munkakörnyezetében is van egy olyan személy, akire felnéz, és akinek a segítségével tovább képezheti magát. Korábban létezett az úgynevezett mérnök óvoda intézménye, mely mára sajnos megszűnt. De mi történik, ha már az egyetemi oktatás alatt nem lett a hallgató hozzászoktatva ahhoz, hogy oktatójától szakmai tapasztalatban, mint felettesétől lehet kérdezni? – A válasz itt is egyszerű: Ezúttal is katasztrófa. A változtatásra tett lépések Mintegy összegezhetnénk a korábban megismert problémákat ahhoz, hogy a szükséges változtatás lépéseit rögzítsük. 1. A programozás oktatást kiemelni a virtuális térből 2. Kézzelfogható eszközök biztosítása 3. A kézzelfogható eszköz üzemeltetésére érzett igény növelése 4. Az oktató is váljon a hallgató által elérhetővé 5. Lehetősége legyen a hallgatónak szabadidejében is a programozással foglalkozni. Az első két pont egy lépésben megoldható, a hallgatónak kézzelfogható valódi hardvert kell a kezébe adni, amit egyszerűnek lát. Az üzemeltetésre érzett igény növelése már ennek következménye. Nem hisszük? Akkor minden műszaki érdeklődésű ember nézzen mélyen magába, és gondoljon csak arra az apró érzésre, amikor egy újonnan vásárolt műszaki cikknél alig várja, hogy bekapcsolhassa, hogy hazamehessen és kipróbálja. Beismerhető, hogy ez a pont a listáról szinte magától teljesülni fog. Az, hogy az oktató a hallgató által könnyebben elérhetővé váljon arra új módszer, szerintünk nincs. Minden egyetemi oktató úgy véljük készen állt eddig is arra, hogy a hallgatók a kérdéseikkel megkeressék. Az oktatónak pedig nem csak alapvető kötelessége, de valószínűleg sokaknak öröm is, amennyiben egy hallgató segítségért fordul hozzá. Főleg, ha a hallgató egy önálló tanulása során megismert problémára vár megoldást.

Idén, az Óbudai Egyetem, Kandó Kálmán Villamosmérnöki Karán a Műszertechnika és Automatizálási Intézet megpróbált szakítani ezzel a hagyománnyal. A 2011-2012/1 félévben a hallgatók egy újfajta programozás oktatási gyakorlatot ismerhettek meg. Az újfajta gyakorlat kialakításában az intézet tapasztalt oktatói által segített frissen végzett, ott tanult és eredményes villamosmérnök hallgatók is részt vesznek, ezzel erősítik az oktatók táborát. Az első tapasztalatok Az első tapasztalatok nagyon gyors és radikális pozitív irányú változást mutatnak jelenleg. A korábban ott tanuló oktatást segítő villamosmérnökök ismerik a korábbi oktatásban általuk kevéssé szeretett módszereket, és mentoraik és intézeti oktatóikkal minden változtatást konzultálva képesek változtatni ezen. A hallgatók és oktatók közvetlensége okán maguk a hallgatók mondják el, hogy mit akarnak még tudni. Az Óbudai Egyetem, Kandó karán végzett magas szintű szakmai oktatás egyik alapeleme ez a hallgatói akarat. A hallgatók legyenek a tudásra éhesek, és meg akarjanak ismerni még több mindent a saját szakmájukból. Ehhez pedig MOTIVÁCIÓ kell! A fordulat A korábban ott végzett hallgatók által segített labor méréseken a hallgatók szinte egy csapásra közvetlenek lettek, és meglepetésünkre olyan kérdések is felmerülnek labor alkalmakon, melyeket a hallgató saját elmondása szerint eddig nem mert megkérdezni! Eddigi tapasztalataink alapján sokszor sajnos olyan kérdések merülnek fel, olyan tárgyakból, melyeken a tudást hiába nagyon tapasztalt oktatók adták át a hallgatónak, mégis sokszor sötét területek maradtak magában az alapokban, ahonnan már a további tanulás is sokkal nehezebb. A korábban említett esetre egy példa: A hallgatónak motorszabályozás kapcsán egy PID szabályozást kellett volna leprogramoznia. Hiába tanulta több féléven keresztül korábban a PID algoritmusokat, hiába tudta felírni az egyenleteket, a valóságba abból keveset tudott átemelni. Hogy igazoljuk a korábbi elképzelést, meg is válaszolhatjuk, hogy miért: A PID algoritmust csak a virtuális térben látta. Több féléven keresztül a bonyolultabbnál bonyolultabb szabályozási körök mind csak egy-egy átmeneti függvényben egy képernyőre rajzolt vonalként éltek. Nem tudta a hallgató mihez kötni azt, amit lát! II. EGY LEHETSÉGES MEGOLDÁS 1. Megoldási lehetőségek Az alap probléma a hallgató motivációjának és oktató-hallgató közvetlenség növelése, sok féle módon oldható fel, melyek közül célszerű megvizsgálni az alábbiakat: A hallgató-oktató közvetlenség növelése: Ez egy nagyon kényes terület, ugyanis sok hallgató a közvetlen kommunikációs lehetőségen túllendülve felrúgja az alapvető illemtani követelményeket, ami mindkét fél számára kellemetlen lehet. Ugyanis az illem alapja a szakmai tárgyaknál még inkább a tapasztaltság, mellyel az adott oktató minden kétséget kizáróan jobban fel van vértezve, mint a „cimborázni” akaró hallgató. Meg kell találni azt a határvonalat, ami sok munkahelyen teljesen jól működik. Közvetlenség és kötetlenség, de közben nem felrúgva és még megsértve sem a vezető mérnök, rangidős mérnök és az újonc mérnök közötti különbséget. Persze mondhatjuk, hogy ha ennyire kényes a téma, akkor ragaszkodjunk a berögzült régi oktató és hallgató közötti szakadék fenntartásához, nem kockáztatva semmit. De az oktató ekkor saját dolgát nehezíti meg. A hallgatók unottak lesznek, nem szeretnek az órájára járni, az általa tartott tárgyat a szőnyeg alá fogják söpörni, és úgy fognak hozzáállni, hogy „csak legyen meg”… és nem úgy, hogy ez a tárgy fontos a jövőben. Szimulációk: A szimulációk vitathatatlan előnye, hogy egy szimulált környezetet tönkretenni nem lehet, minden paraméter szabadon módosítható, károkozás és sérülés veszélye ezen esetekben nem áll fenn.

A költségek tekintetében is sokszor hatékonyabb a virtuális térben való szimulálás, mint a valós hardver eszközön való gyakorlás. Ám sajnos ez is afelé sodorja a hallgatót, hogy elidegenedjen az oktatott anyagtól, és csak „összekattintgassa”. A valós hardver, valós fizikai eszközök: Ez a megoldás az intézmény szempontjából általában költségesebb, de szakmailag sokkal jobban megtérülő megoldás. A programozás oktatásnál ritka az a környezet, hogy nem lehet az adott mérést fizikai eszközön elvégezni, mert túlzottan baleset- és életveszélyes. Hisz a hallgatók ritkán gyakorolnak egy valós 1200 literes kénsavtartály szelepszabályzásán, inkább egy mérőkörnyezetben modelleken próbálják ki az algoritmusokat. De mérőkörnyezetben valós modellen, és nem a virtuális térben! Ahol kattog a relé, ahol forog a motor, ahol valami él és kézzelfogható. Az egyetem által választott módszerek Jelen félévben a hallgatóknak az egyetem egy külsős fejlesztő céggel közösen a saját igényeikre szabott fejlesztői eszköz családot tervezett. Indulásként a sok évfolyamot is érintő általánosabb programozási ismereteket adó Programozás II és Beágyazott rendszerek laborokon lettek ezek a fejlesztői eszközök bevezetve. Az oktatott tananyag ehhez illeszkedően az ATMEL 8-bites AVR RISC mikroprocesszor családja, többféle programozási nyelven is. A többnyelvű programozás alapján a hallgatók megismerik a mai világunkat irányító nélkülözhetetlen mikrokontrollert, mind hardver közeli Assembly programozási nyelven, mind pedig magasabb szintű C nyelven. Az Assembly nyelv ismerete elengedhetetlen a processzor saját hardvereinek közeli megismeréséhez, és a jövőben az ott begyakorlott algoritmizálási képesség hasznos lesz a C nyelven való programozás alkalmával. A C nyelv ismerete pedig nem túlzás azt állítani, hogy kötelező. Napjainkban a PC programozás és mikrokontroller terén is elengedhetetlen. Ha a hallgató már egy limitált, kis erőforrású környezetben megtanulja az alapvető módszereket, akkor nem fog számára semmilyen problémát jelenteni egy nagyobb erőforrású számítógépes programozás. Hisz az ilyen hallgató által írt számítógépes programok hordozni fogják magukban az egyszerű és kis erőforrás igényű megoldásokat. Ha a valós eszköz beüzemelése a hallgatónak örömöt és izgatottságot okoz, akkor viszont akarva-akaratlanul is fokozott hajlandóságot fog mutatni mind az új befogadására, mind pedig a kommunikációra. És ezzel egy lépéssel közelebb is vagyunk ahhoz, hogy a hallgató merjen kérdezni az oktatótól. Meg fogja tenni, mert élvezni fogja, és nem fogja kibírni, hogy ezt és ezt még ki ne próbálja. Ezenkívül még egy fontos pont van, amin változtatni kell. Azáltal, hogy az egyetemi oktatás manapság sokkal nyitottabb, sokkal több helyről érkeznek be a hallgatók. Ebből következően még a szűk szakmai modul tárgyakon is teljesen eltérőek a hallgatók készségei – képességei. Egy hagyományos képzés esetén, ahol a hallgatók a kurzusokon százával vannak, nem megvalósítható az eltérő feladatok biztosítása. A Műszertechnikai és Automatizálási Intézet, F4 Automatizált gyártórendszerek modulján hiába vannak már válogatott, célirányos érdeklődésű hallgatók, itt is eltérő előképzettséggel rendelkeznek. Ám ez a válogatott alacsonyabb létszámú kurzus lehetőséget biztosít arra, hogy a hallgatók csoporton belül eltérő ütemben haladjanak. Ez az eltérő ütemű haladás az oktatótól hatalmas energiát és odafigyelést kíván, viszont ne felejtsük el, az oktató, azért tanít ott, hogy a tudást átadja, a hallgató pedig azért jár oda, hogy ezt a tudást átvegye. Tehát a cél közös, így az oktatónak mindent el kell követnie azért, hogy a keze alól kikerülő hallgató a nála töltött idő alatt hasznos és új információra tehessen szert. Az oktató ezért választotta ezt a hivatást! Ha az oktató képes a csoportban jobban haladóknak is új információval szolgálni, az a csoport többi részére is hatalmas ösztönző erővel hat, hisz az ilyen szűkebb csoportban már egy más érzés is uralkodik, ez nem más, mint a csapatszellem. Ez motiválja a gyengébb képességű hallgatókat, hogy ők is olyat tudjanak készíteni, olyat tudjanak írni, mint a másik társuk! Ebből következően egyértelmű választ kaptunk a gyengébb képességű hallgatók motiváció fokozására is, ez pedig az erősebb képességű hallgatók még tovább motiválása, az oktató részben eltérő kiadott feladatai nyomán. Természetesen itt hangsúlyozni kell, hogy ez a módszer messze eltér attól, amit egy nagyobb közösség esetén alkalmazni lehet, ott ugyanis előbb szülhet ez a módszer a hallgatók közötti feszültséget, gyűlöletet és részrehajlást, mint egy kis szűkebb szakmai csoportnál.

A szűkebb szakmai csoportnál már törekedni kell arra, hogy ne oktató-hallgató viszont legyen, hanem rangidős illetve vezetőmérnök, és mérnöktanonc. Hiszen az ilyen csoportokat oktatók már általában inkább mérnökök, mint tanárok. III. A T-BIRD FEJLESZTŐI PANEL CSALÁD A T-Bird (ThunderBird) fantázianévre hallgató fejlesztői panel család, mint a neve is mutatja, viharos gyorsasággal képes változást elérni. Az Óbudai Egyetem korábban is a lehetőségéhez mérten mindig megpróbálta a hallgatóknak biztosítani az összes szükséges műszert és fejlesztéshez szükséges eszközt, viszont legtöbbször a vásárolt fejlesztői panelok nem oktatási céllal jöttek létre, és oktatásban való használatuk nehézkes volt. Vegyünk példának egy átlagos AVR vagy ARM mikrokontroller fejlesztői panelt, melynél számos példánnyal találkozhatunk az interneten. Ám ezek legtöbbször maximum 1-2 LED és 1-2 nyomógombbal vannak felszerelve, további külső eszközökkel való kibővítésre nincs lehetőség, hisz ezek nem általános oktatási céllal lettek létrehozva. Ezen felül minőségük általában nem alkalmas a magas igénybevétel miatt az oktatásban való használatra. Könnyen megsérülnek, mert nem tételezik fel az ilyen fejlesztői panelek tervezői, hogy a hallgatók akarva vagy akaratlanul kárt okoznak benne. Ez lehet direkt károkozás és lehet csak tudatlanságból elkövetett, ám a végeredményen nem változtat. A panel megsérült, az oktatásból ki kell venni, üzemképtelen. Ezen változtat a T-Bird fejlesztői panel család. Már az alappanel is rengeteg funkcióval rendelkezik, és számtalan gyakorlati feladat megvalósítására alkalmas. Kiegészítve további panelekkel, ezek lehetőségei tovább szélesednek. A T-Bird alappanel A T-Bird alappanel előnyei: - Beépített JTAG programozó és debugger - Készre szerelt, üzemkész - Hagyományos és könnyen hozzáférhető kiegészítő interfészek - Kettő USB interfész o Programozáshoz/debuggoláshoz o Mikrokontroller soros kommunikációjához - Kompakt kis méret, a könnyű hordozhatóságért A legfontosabb kiemelni, hogy a kiegészítő csatlakozók könnyen szerelhetők és hagyományos 2.54mm lábtávolságú szalagkábel csatlakozók, amik így lehetővé teszik, hogy a hallgató önmaga is további kiegészítő paneleket hozzon létre. A kompakt kis méret pedig lehetőséget biztosít, hogy a hallgató bárhova magával vigye a saját fejlesztő paneljét, és akár utazás közben, akár otthon is gyakorolni, fejlődni tudjon.

1. ábra T-bird fejlesztői eszköz

T-Bird Exp IO Ki- és bemeneti eszközöket tartalmazó alap szintű kiegészítő modul. A kiegészítő panel legfontosabb elemei: - LCD kijelző, egy sokoldalú kimeneti eszköz - 7-szegmenses LED kijelző - 4×3-as mátrix billentyűzet - LM35 hőmérséklet szenzor Ez a kiegészítő panel már lehetőséget biztosít rengeteg újabb programozási és hardver ismeret elsajátítására. LCD: A kijelzőre információkat írhatunk ki, menüszerkezet programozási algoritmusokat próbálhatunk ki. Gyakorolhatjuk a külső idegen hardver elemekkel való együttműködést. 7-szegmenses: A hétszegmenses kijelző lehetőséget ad kitapasztalni az idő kritikus és megszakítás vezérelt folyamatok leprogramozását. Megismerhető vele a multiplexelés alapja is. 4×3 mátrix billentyű: Megvalósítható segítségével az írt szoftver vezérlése a felhasználó által. Adatbevitelt, menüszerkezetben való lépést, és szekvenciális programozás megtanulását teszi lehetővé. LM35 hőmérséklet szenzor: Segítségével betekintést nyerhetünk az analóg - digitál konverterek világába. Nemlinearitás kompenzáló algoritmusok megtanulására is kiváló lehetőséget biztosít.

2. ábra T-bird Exp kiegészítőkártya

A panel a már korábban alkalmazott alappaneli kiegészítő csatlakozókkal van ellátva, így mindennemű módosítás és kézi vezetékezés nélkül a kiegészítő modul az alappanelhez illeszthető. T-Bird Motor A sokrétű motorvezérlő panel, mely az alappanelhez csatlakozik. Lehetőséget biztosít az alábbiak meghajtására: - DC motorok vezérlése és szabályozása (+ Back-EMF mérő átalakító a panelen) - Léptetőmotorok meghajtása - RC szervomotorok üzemeltetése A DC motor: Az egyenáramú motorszabályozó rész egy teljes H-hidat tartalmaz tartós 2A terhelhetőséggel, ahol a híd nagyáramú MOSFET-ekből épül fel, ami egyben megismerteti a MOSFET-ek mikrokontrollerekkel való kezelését is a hallgatóval. A H-híd minden kapcsoló eleme külön vezérelhető, így megvalósítható Back-EMF szabályozások vizsgálata is. Kitapasztalhatók a különböző szabályozási algoritmusok: Állandó nyomatékszabályozás, állandó sebességszabályozás, állandó gyorsulásszabályozás, melynél elengedhetetlen a közismert P, PI, PD, PID szabályozások ismerete és alkalmazása. Lehetőséget biztosít enkóderrel ellátott DC szervomotorok szabályozására is. Léptetőmotor meghajtó: Unipoláris léptetőmotor meghajtó fokozat, mely 2-2A tekercsáramra tervezett. Megtanulhatók a léptetőmotor vezérlés alapjai, a különböző lépési megoldások: Full-step, half-step és microstep. Lehetőség van az iparban a léptetőmotorok esetén nagyon sűrűn alkalmazott tartóági gerjesztés megismerésére. A léptetőmotor az iparban előszeretettel használt nagy forgató és tartó nyomatékú pontos forgó mozgást előállító motorfajta, mely oktatásban való megismerése rendkívül fontos. Amennyiben a hallgató elsajátítja a léptető motorok kezelésének alapjait, rengeteg lehetőség nyílik meg számára a robotikában, a CNC-k terén. RC szervomotor: Hagyományos kiskereskedelmi modell szervomotor vezérlését lehet elsajátítani, mely későbbiekben hasznos lehet, ha valaki robotikában szeretné tovább bővíteni ismereteit.

3. ábra T-bird motorvezérlő

A motormeghajtó kiegészítő panel is a már ismert szabványos kiegészítő csatlakozókkal vannak ellátva, hogy könnyen és gyorsan csatlakoztathatók legyenek az alappanelhez. A nagyobb áramok miatt a panelen hagyományos olvadó biztosíték került elhelyezésre. A motorok a tápfeszültségét különálló tápforrásról veszik, nem terhelik vele az alappanelt. A motorok rögzítésére csavaros sorkapcsokon keresztül van lehetőség. Az egész áramkör kiegészítésre került egy átfolyó áram ellenőrzésére és mérésére alkalmas soros árammérő taggal. T-Bird RF Egyszerű 868MHz-es rádiós kommunikációt megvalósító kiegészítő panel. Két alapszintű FSK rádió modul került rá elhelyezésre, és kivezetései közvetlenül csatlakoztathatók a T-Bird alappanel UART kimenetére. Az alkalmazott modulokkal a hallgató megtapasztalhatja a Burst és a Manchester kódolás fontosságát, önálló kommunikációs protokollt és csomagstruktúrát hozhat létre. Megtanulhatja a csomag ellenőrzés (checksum) és a hasznos adat zajból való kiválogatásának módszereit.

4. ábra T-bird RF modul

A panelen elhelyezésre kerültek adatforgalom jelzésére szolgáló LED-ek is, melyek információ érkezés és küldés esetén is vizuális visszajelzést adnak, így nem szükséges spektrum analizátor alkalmazása a hibakereséshez. Modulok előkészületben A felmerült igények alapján további modulok fejlesztésébe fog az egyetemmel közösen a T-Bird panelcsaládot fejlesztő és gyártó cég. Melyek az eddig megismert módon, az alappanelhez kapcsolódva, még tovább szélesítik annak alkalmazhatóságát. Előkészületben: - Ipari kommunikációs busz kiegészítő: CAN, LIN, RS485, ISO9141 - Mátrix kijelző modul - Nagyteljesítményű kapcsoló fokozatok - I2C és SPI buszos eszközök - 32 bites alapmodul IV. TAPASZTALATOK Oktatási tapasztalatok az egyetemen Az Óbudai Egyetem korábban is támogatta a hallgatók valós hardverrel támogatott oktatását, de a korábban említett problémák miatt az így beszerzett panelek oktatásban széleskörűen történő felhasználása nem volt megoldható. Most, hogy az egyetem saját igényei alapján egyedi fejlesztői panel családot tudott létrehozni, az oktatás gyakorlati minősége is határozottan javul. Ezen a határozott javuláson felbuzdulva a 8-bites AVR mikrokontrollert oktató áramkörök után az egyetem a partnereivel saját 32-bites ARM mikrokontroller panelt, és további oktatást segítő fejlesztői eszközt fog tervezni. Együttműködési lehetőségek Mivel az így létrehozott fejlesztői panelek egyedi igények alapján továbbfejleszthetők, így akár félvezető gyártókkal, mérőeszköz gyártókkal való együttműködés is gördülékenyebb. Ezáltal a hallgatókhoz előbb jutnak el az iparban elérhető új technológiák. Továbbá, az ipar igényei alapján alakíthatóak az oktatott tananyagok, hogy az egyetemről kikerülő gyakorlatias mérnökök még inkább alkalmasak legyenek minőségi, naprakész és felelősségteljes munkavégzésre. V. HIVATKOZÁSOK [l] Sándor T. – Topor Z. – Zsíros D., Programozzunk AVR mikrokontrolleres környezetben, 2011, p. 7-10.