LabsLand ist ein globales Netzwerk realer Labore, die online verfügbar sind. Schüler (in Schulen, Universitäten und Plattformen für lebenslanges Lernen) können über das Internet auf die echten Labore zugreifen, indem sie ihren Laptop, ihr Tablet oder ihr Telefon verwenden.

Die Labore sind entweder in Echtzeit (Arduino, FPGAs...) zugänglich und befinden sich in verschiedenen Universitäten auf der ganzen Welt. In bestimmten Bereichen (Physik, Biologie, Chemie) sind die Labore LabsLand Ultrakonkurrierende Labore, sodass die Universität alle potenziellen Kombinationen dessen, was im Labor getan werden kann (in einigen Fällen mehrere Tausend), aufgezeichnet hat und interaktiv verfügbar macht.

In jedem Fall ist das Labor immer real (nicht simuliert) und über das Web zugänglich (Sie müssen keine Hardware anschaffen, sich um Versand kümmern usw.).

Sehen Sie sich im folgenden Video an, wie eine typische Benutzersitzung funktioniert:

Mit diesem Labor kannst du ein echtes Arduino Uno-Board programmieren. Es enthält auch mehrere Ein- und Ausgabeperipheriegeräte, ähnlich denen, die oft in Arduino-Starter-Kits enthalten sind.

Zu diesen Peripheriegeräten gehören LEDs, Schalter, Tasten, ein OLED-Display, ein Servomotor usw.

Mit diesem Labor kannst du ein echtes Arduino Uno-Board programmieren. Es enthält auch mehrere Ein- und Ausgabeperipheriegeräte, ähnlich denen, die oft in Arduino-Starter-Kits enthalten sind.

Zu diesen Peripheriegeräten gehören LEDs, Schalter, Tasten, ein OLED-Display, ein Servomotor usw.

Das Arduino-Roboterlabor ermöglicht Ihnen, Experimente mit einem echten Roboter durchzuführen. Definieren Sie die Logik des Roboters, indem Sie direkt das Arduino programmieren, und laden Sie dann Ihr Programm in den Roboter hoch, um sein Verhalten durch eine Webkamera zu beobachten. Sie können Ihren Roboter dazu bringen, Wände zu vermeiden, an Linienverfolgungsrennen teilzunehmen oder jede andere Art von Übung auszuführen. Wenn Sie lieber eine visuelle Programmiersprache im Scratch-Stil verwenden möchten, probieren Sie unser Arduino-Visual-Roboterlabor aus!

Das Arduino-Roboterlabor ermöglicht Ihnen, Experimente mit einem echten Roboter durchzuführen. Definieren Sie die Logik des Roboters durch eine blockbasierte Sprache (Blockly) und laden Sie anschließend Ihr Programm in den Roboter hoch, um dessen Verhalten über eine Webcam zu beobachten. Sie können Ihren Roboter Wände vermeiden lassen, an Linienfolgewettbewerben teilnehmen oder jede andere Art von Übung durchführen. Falls Sie es vorziehen, mit Code zu lernen, können Sie dies mit der Code-Version tun.

Verwenden Sie eine Online-IDE, um den ATMEL ATmega328p Mikrocontroller mit Assemblersprache zu programmieren. Der ATmega328p wird im Arduino UNO verwendet, was in der Tat das Board ist, das Sie programmieren können. Verschiedene Peripheriegeräte sind angeschlossen, darunter LEDs, Potentiometer und ein Servomotor, unter anderem.

Die Hardware wird mit dem Arduino Board Labor geteilt, daher sind Aktivitäten, die dort möglich sind, auch hier möglich. Zusätzlich ist es möglich, C-Quellcode mit der Assemblersprache zu kombinieren. Natürlich ist diese Version des Labors, die auf Assembly ausgerichtet ist, komplizierter zu verwenden als andere Versionen des Arduino-Labors und ist auf Kurse in Mikroprozessoren, Computerarchitektur und Assemblersprache ausgerichtet.

Dieses Labor ermöglicht es Ihnen, grundlegende Digitalelektronik zu lernen.

Sie werden in der Lage sein, kombinatorische Systeme zu entwerfen, indem Sie eine Wahrheitstabelle erstellen und ausfüllen, die Boolesche Algebra verwenden, Karnaugh–Veitch (KV- oder VK-) Karten erstellen und die von Ihnen erstellten Systeme in echter Fernhardware (Intel FPGAs) ausprobieren.

Zusammenfassung

Das Digital Trainer Labor ist für Studenten konzipiert, die mit digitaler Logik, Wahrheitstabellen und Bool'scher Algebra beginnen.

Während der Aktivität sieht der Student ein Intel FPGA, das eine Reihe einfacher Wahrheitstabellen implementiert. Der Student kann mit den FPGA-Geräten interagieren, um die Eingaben des Systems über Schalter zu variieren und die Ausgaben über LEDs zu beobachten. Die Herausforderung besteht darin, zu bestimmen, welchen logischen Operator das FPGA in jedem Fall implementiert (z.B. UND, NAND...).

 

Weitere Details

Die Aktivität ist so gestaltet, dass sie relativ einfach und unkompliziert ist, gleichzeitig aber auch ansprechend für die Studenten. Sie ist spielerisch gestaltet und basiert auf echter Hardware (FPGA). Auf diese Weise ist sie nicht nur nützlich, um in die digitale Logik einzuführen und Vertrautheit damit zu erlangen, sondern sie ermöglicht es den Studenten auch, erste Einblicke in die zukünftige Nutzung dieses Wissens zu bekommen, indem sie auf oberflächliche Weise mit FPGA-Geräten interagieren, wie sie auch in der Industrie verwendet werden.

Die Interaktion mit den FPGA-Geräten fügt keine Komplexität hinzu, da die Studenten sie nicht programmieren müssen; sie implementieren bereits eine Black-Box-Logik (was genau der Punkt der Aktivität ist).

Das Labor basiert ursprünglich auf einer Aktivität, die die Intel Corporation häufig in ihren Seminaren durchführt, sowohl praktisch als auch remote, unter Verwendung ihrer Intel DE1-SoC, Intel DE2-115 oder anderer Typen von FPGAs.

Zusammenfassung

Zur experimentellen Arbeit mit analogen Schaltungen. Mit diesem Tool haben Sie Zugriff auf Ihr eigenes Elektronik-Labor. Über die interaktive Benutzeroberfläche können Sie eine Prototypenplatine verwenden, um Komponenten und Drähte zu verbinden. Sie können auch einen Funktionsgenerator und eine Stromversorgung anschließen und konfigurieren. Sobald die Schaltung entworfen ist, können Sie Messungen mit dem Multimeter oder dem Oszilloskop durchführen. Sowohl die Schaltungen als auch die Messungen werden in der Realität aufgebaut und durchgeführt: dies ist keine Simulation. Ein relaisbasiertes System verbindet die Komponenten, wie Sie sie definiert haben, was zu realen Signalen und Messungen führt. Nützlich für Tätigkeiten in der analogen Elektronik wie Ohmsches Gesetz, Kirchhoff'sches Gesetz, Bauteilcharakterisierung, Lernen über Instrumentierung, Schaltungstypen usw.

 

Verwendung und Instrumente

Das LabsLand Electronics Lab ist sehr leistungsstark und basiert auf einer interaktiven Benutzeroberfläche mit virtuellem Erscheinungsbild. Wie in einem traditionellen Labor für analoge Elektronik hat der Student Zugriff auf eine Reihe von Instrumenten, die folgende sind: Prototypenplatine, Funktionsgenerator, Stromversorgung, Multimeter, Oszilloskop. Sie haben auch Zugriff auf eine Komponentenablage, die sie in ihre Schaltung einbinden können.

Das Hauptelement ist die Prototypenplatine. Die Studenten beginnen normalerweise damit, hier ihre Schaltung zu erstellen. Komponenten, die auf der Prototypenplatine verwendet werden sollen, werden von der Ablage (oben auf dem Bildschirm) auf die Prototypenplatine gezogen und mit oben rechts im Toolschirm verfügbaren Drähten verbunden. Die Benutzeroberfläche ist sehr interaktiv und ermöglicht es Ihnen, Komponenten und Drähte frei hinzuzufügen, zu bewegen und zu entfernen.

Das System ermöglicht Ihnen auch, bereits entworfene Schaltungen zu laden und zu speichern. Diese Funktion ermöglicht es Ihnen, komplexe Schaltungen als Ausgangspunkt zu verwenden, wenn die Aktivität so konzipiert wurde, oder Schaltungen zu speichern, entweder um sie zu behalten oder sie am Ende einer Aktivität einzureichen.

Von der Prototypenplatine aus können Sie mehrere Anschlüsse an den Seiten sehen, die die Schaltung präzise mit den restlichen Instrumenten verbinden. Die Beschriftungen dieser Anschlüsse sind recht beschreibend, aber zum Beispiel verbinden die Anschlüsse oben links, gruppiert als „DC Power“, wo es +5V, GND, -5V heißt, die Schaltung mit der Stromversorgung.

Um ein Instrument zu beobachten und zu konfigurieren, wählen Sie es einfach aus dem unteren Menü aus. Zum Beispiel greifen wir durch Klicken auf „DC Power“ auf die Stromversorgung zu. Wir können auf die meisten seiner Regler einwirken, und dies wird eine direkte Wirkung auf die Schaltung und die Messungen haben (vorausgesetzt, wir haben die Schaltung korrekt verbunden).

Sobald wir die Schaltung korrekt entworfen und gebaut und die Instrumente konfiguriert haben, drücken wir die Schaltfläche „Messung durchführen“ unten rechts, um eine Messung durchzuführen. Wenn die Schaltung korrekt entworfen ist, sehen wir nach kurzer Zeit das Ergebnis der Messung in den Instrumenten. Wenn wir einen Fehler gemacht haben oder die Schaltung aus Sicherheitsgründen oder weil sie nicht unterstützt wird, nicht gebaut werden kann, sehen wir eine Fehlermeldung.

Bei der Messung einer Schaltung sehen wir unter der Benutzeroberfläche zwei Echtzeit-Fotografien des Geräts im Moment der Messung. Während der Zeitspanne, in der die Messung durchgeführt wird, wird die Schaltung physisch mit Relais konfiguriert. Ihr Status kann manchmal durch die Status-LEDs beobachtet werden.

 

Schaltungskatalog

Das wichtigste Merkmal des LabsLand Electronics Lab ist, dass es keine Simulation ist: die Schaltungen werden tatsächlich mit Relais aufgebaut, alle in die Schaltungen eingebauten Komponenten (Widerstände, Dioden, Kondensatoren ...) sind real, und die Messungen werden mit echten Instrumenten durchgeführt. Dies macht es zu einem äußerst realistischen und leistungsstarken Labor, aber gleichzeitig bringt es unvermeidliche Einschränkungen mit sich.

Zunächst muss das Labor (physisch) die spezifische Komponente unterstützen, die verwendet werden soll. Sie können sehen, welche Komponenten in der Komponentenablage enthalten sind. Außerdem muss das System eine ausreichende Anzahl derselben Art von Komponenten haben, wenn Sie mehr als eine verwenden möchten. Darüber hinaus ist das System aus Sicherheitsgründen so konzipiert, dass es keine Art von Verbindungen zulässt. Kurzschlüsse oder Schaltungen, die die von den Komponenten unterstützte Leistung überschreiten würde, können beispielsweise nicht gebaut werden. Schaltungen, die aus Sicherheitsgründen nicht genehmigt sind, können ebenfalls nicht gebaut werden.

Aus diesem Grund bieten und empfehlen wir, den Schaltungskatalog zu verwenden, den wir bereitstellen, um Klassenaktivitäten zu entwerfen und das Electronics Lab didaktisch in der Praxis zu nutzen. Der LabsLand Schaltungskatalog listet eine große Anzahl von Schaltungen auf, die wir garantieren können, dass sie sicher aufgebaut und verwendet werden können und die normalerweise in den verschiedenen Kursen nützlich sind, für die das Electronics Lab verwendet wird.

Indem wir Klassenaktivitäten um Schaltungen aus dem Katalog herum gestalten, vermeiden wir das potenzielle Problem, dass eine beliebige Schaltung entweder aus Sicherheitsgründen, Verfügbarkeit von Komponenten oder einfach weil sie nicht validiert werden kann, nicht unterstützt wird.

Sie können über diesen Link auf den Katalog zugreifen: https://labsland.com/pub/docs/experiments/hive/en/index.html und er ist auch im Inhaltsverzeichnis aufgeführt.

Der Katalog enthält Abschnitte mit Schaltungen für:

• Widerstände
• Dioden
• RC-Schaltungen
• RLC-Schaltungen
• Operationsverstärker
• Transistoren

Wir erweitern den Katalog kontinuierlich. Wenn Sie an einer Art von Schaltung interessiert sind, die Sie für nützlich halten, zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren. Obwohl wir nicht garantieren können, sie hinzuzufügen, können wir sie analysieren und möglicherweise in zukünftigen Revisionen einbeziehen.

 

Interne Funktionsweise

Das LabsLand Electronics Laboratory besteht aus mehreren „Hives“, die in verschiedenen Institutionen auf der ganzen Welt verteilt sind und als „Cluster“ arbeiten, um Benutzern Schaltungen und Messungen zu bieten.

Beim Entwerfen einer Schaltung wird die Schaltung physisch nicht aufgebaut und Messungen werden nicht durchgeführt, bis die Schaltfläche Messung durchführen gedrückt wird. In diesem Moment wird eines der verteilten Knoten zugewiesen, das die Schaltung sofort aufbaut, die notwendigen Messungen durchführt und das Ergebnis zurückgibt. Der spezifische Knoten, der eine Messung durchgeführt hat, kann in der Benutzeroberfläche durch die zwei Echtzeit-Fotografien beobachtet werden. Jede Messung kann an einen anderen Knoten gerichtet werden: Aus diesem Grund sehen Sie gelegentlich, dass sich das Bild und der Anbieter des letzten Maßes häufig ändern, wenn mehrere Messungen durchgeführt werden.

Intern ist jeder Knoten eine Box, die mehrere Instrumente und mehrere von LabsLand entworfene Platinen mit Relais und Komponenten enthält, die die Schaltung bilden. Das Dokument „Hive Node Reference Documentation“ erklärt im Detail die interne Funktionsweise der Knoten sowie den Zweck jeder Art von interner Platine.

Die Knoten sind so ausgelegt, dass die empfangende Institution neue Schaltungen hinzufügen und anpassen kann, wenn sie möchten und sie anpassen. Dies ist auch im Handbuch detailliert beschrieben.

 

Ausrüstung

Die Ausrüstung für dieses Labor (also die zuvor erwähnten Knoten) wurde von LabsLand entworfen und ist käuflich zu erwerben, um sie in Institutionen zu betreiben. Institutionen, die die Ausrüstung kaufen und in ihren eigenen Einrichtungen betreiben, erhalten verschiedene Vorteile; unter anderem die Möglichkeit, Forschung durchzuführen, und die Fähigkeit, Schaltungen zu erstellen und anzupassen.

Informationen zum Kauf der Hardware finden Sie auf unserer Seite: https://labsland.com/en/hardware

 

Anwendung in der Sekundar- und Hochschulbildung

Das LabsLand Electronics Laboratory ist eine außergewöhnlich wertvolle Bildungsressource sowohl für die Sekundar- als auch für die Hochschulbildung.

Das Labor bietet eine sichere und interaktive Plattform, um die Grundlagen der analogen Elektronik zu erkunden. Die Studenten können durch Experimente mit realen Schaltungen über grundlegende Konzepte wie das Ohmsche Gesetz und das Kirchhoff’sche Gesetz lernen, etwas, das normalerweise begrenzt oder außerhalb ihrer Reichweite liegt. Sie können auch praktische Erfahrungen mit Laborinstrumenten wie Oszilloskopen und Multimetern sammeln, die im Bereich der Elektrotechnik und Elektronik essenziell sind.

Das Labor kann verwendet werden, um Konzepte, die in Elektronikkursen eingeführt wurden, zu verstärken und zu erweitern, komplexere Komponenten wie Operationsverstärker und Transistoren zu experimentieren und ihre eigenen Schaltungen zu entwerfen, um sie zu analysieren und zu simulieren.

Lernen Sie Hardware-Design mit echten FPGAs!

In diesem Labor können Sie lernen, wie man mit zwei Hardware-Design-Sprachen programmiert: VHDL oder Verilog, und Ihren Code auf einer unserer vielen verfügbaren Boards testen. Jedes FPGA hat eine Reihe von bereits vorhandenen Komponenten, wie z.B. 10 LEDs, 6 7-Segment-Anzeigen oder mehrere Uhren. Zusätzlich haben Sie Zugriff auf 10 virtuelle Schalter und 4 virtuelle Tasten, die Sie in Ihrem Design verwenden können und die Sie sehen, wenn Sie mit der echten Hardware interagieren.

Sobald Sie Ihren Code synthetisieren, wird Ihnen ein bestimmtes Board zugewiesen (wie Terasic DE2-115 oder Terasic DE1-SoC oder andere), und Sie können Ihren Code auf eines der verfügbaren Boards senden und die Schalter ein- und ausschalten oder die Tasten drücken und sehen, wie sich Ihr Design verhält. Die Boards befinden sich in verschiedenen Universitäten, wie Sie sehen werden, wenn Sie jedes Board nutzen.

In diesem Labor benötigen Sie keine Software oder Hardware, die auf Ihrem Computer, Tablet oder Telefon installiert ist.

Schreiben und kompilieren Sie Ihren Entwurf im Browser und testen Sie ihn auf einem echten DE1-SoC. Beobachten Sie die LEDs und Siebensegmentanzeigen über die Livekamera und bedienen Sie die virtuellen Schalter und Tasten.

Wählen Sie für UART die Standardoberfläche und aktivieren Sie vor dem Start das serielle UART-Terminal. UART-Sitzungen verwenden kompatible Platinen.

Erstellen und kompilieren Sie Ihren FPGA-Entwurf in Quartus und laden Sie die .sof-Datei hier hoch. Wählen Sie die Standardoberfläche für den direkten Zugang oder vor dem Start eine andere Oberfläche für weitere verfügbare Bedienelemente und Simulationen.

Wählen Sie für UART die Standardoberfläche und aktivieren Sie vor dem Start das serielle UART-Terminal. UART-Sitzungen verwenden kompatible Platinen.

Lernen Sie Hardware-Design mit FPGAs mithilfe des Terasic DE2-115!

In diesem Labor können Sie lernen, wie man mit zwei Hardware-Design-Sprachen programmiert: VHDL oder Verilog, und Ihren Code in einem echten Terasic DE2-115 FPGA testen. Das FPGA verfügt über eine Reihe von bereits platzierten Komponenten, wie 18 rote LEDs, 9 grüne LEDs, 8 7-Segment-Anzeigen, mehrere Uhren. Darüber hinaus haben Sie Zugriff auf 18 virtuelle Schalter und 4 virtuelle Tasten, die Sie in Ihrem Design verwenden können und die Sie sehen werden, wenn Sie mit der echten Hardware interagieren. Auf diese Weise können Sie die Schalter ein- und ausschalten oder die Tasten drücken und sehen, wie Ihr Design reagiert. Die Boards befinden sich in verschiedenen Universitäten, wie Sie sehen werden, wenn Sie jedes Board verwenden.

In diesem Labor benötigen Sie keine Software oder Hardware, die auf Ihrem Computer, Tablet oder Telefon installiert ist.

Zusammenfassung

Das STM32-Labor ermöglicht es Benutzern, ein ST WB55RG Nucleo-Board aus der Ferne zu programmieren und zu steuern. In dieser Version des Labors wird es mit einer vollständig webbasierten C/C++ Online-IDE programmiert. Es umfasst verschiedene Eingabe- und Ausgabe-Peripheriegeräte wie Schalter, Tasten, Potentiometer und Sensoren sowie ein LCD-Display und einen Servomotor. Das Labor kann verwendet werden, um Betriebsmodi mit geringem Energieverbrauch zu studieren. Es ist geeignet für den Einsatz in Kursen über Embedded Systems, Mikrocontroller-Programmierung, das Internet der Dinge (IoT) usw.

 

Laborhardware und Peripheriegeräte

Das STM32-Fernlabor von LabsLand ermöglicht es Benutzern, ein ST Nucleo WB55RG-Board und verschiedene Eingabe- und Ausgabegeräte wie LEDs, eine RGB-LED, Schalter, ein OLED-Display und einen Servomotor zu programmieren und zu steuern. Das Labor unterstützt auch eine Reihe von Niedrigstrommodi, darunter Schlafmodus, Niedrigstrombetrieb, Niedrigstromschlaf, Stop 0, Stop 1, Stop 2, Standby und Herunterfahren. Diese Modi können verwendet werden, um die Auswirkungen des Energieverbrauchs auf die Leistung und Funktionalität des STM32-Boards zu untersuchen.

 

Die Online-IDE

Dieses Labor wird über eine Online-Entwicklungsumgebung (IDE) zur Programmierung des STM32-Boards mit C/C++ genutzt. Diese von LabsLand entwickelte IDE ist vollständig webbasiert und benutzerfreundlich, was sie für Bildungszwecke geeignet und effektiv macht. Mit der Online-IDE können Schüler Code schreiben, kompilieren und auf das STM32-Board hochladen, von jedem Computer mit Internetverbindung aus. Die Online-IDE enthält auch eine Reihe von Funktionen und Werkzeugen.

 

Der Startcode

In herkömmlichen Arbeitsabläufen könnten Schüler, die das STM32-Fernlabor von LabsLand nutzen, zunächst STM32CubeMX verwenden, um ein grundlegendes Projekt zu erstellen, das mit der Hardware und ihrem Projekt kompatibel ist. Um diesen Prozess zu erleichtern, hat LabsLand ein solches Projekt vorab generiert und den Benutzern als Ausgangspunkt zur Verfügung gestellt. Dieses Projekt ist so gestaltet, dass es direkt mit der Hardware kompatibel ist und als guter allgemeiner Einstiegspunkt für Bildungszwecke dient.

Das STM32-Fernlabor basiert intern auf diesem Vorlageprojekt, das von den Benutzern heruntergeladen werden kann, um zu untersuchen, wie es konfiguriert ist. Benutzer, die die Vorlage modifizieren oder ihr eigenes Projekt mit STM32CubeMX erstellen möchten, können dies tun. In diesem Fall ziehen sie möglicherweise die alternative Version des Labors vor, die keine Online-IDE enthält. Diese alternative Version erlaubt es den Benutzern, das STM32-Board mit Standardwerkzeugen oder branchenspezifischen Toolchains zu programmieren und eine kompilierte Binärdatei an das Labor hochzuladen.

 

Kurse & Anwendungen

Das STM32-Fernlabor von LabsLand ist eine vielseitige Plattform, die in einer Vielzahl von Kursen eingesetzt werden kann, darunter:

• Einführung in Mikrocontroller
• Internet der Dinge (IoT)
• Niedrigstromrechner
• Sensor-Interfacing
• Embedded Systems
• Computerarchitektur

Diese Kurse können das Programmieren des STM32-Boards, das Interfacing mit verschiedenen Sensoren und Peripheriegeräten und das Studium der Prinzipien mikrocontrollerbasierter Systeme und des IoT umfassen. Das STM32-Fernlabor bietet die notwendige Hardware und Software für praktisches Lernen und Experimentieren in diesen Bereichen.

 

Weitere Versionen dieses Labors

In dieser Version des Labors programmieren die Benutzer die Boards mit LabsLand's Online-C/C++-IDE, einer benutzerfreundlichen IDE mit flacher Lernkurve, die für Bildungszwecke konzipiert wurde.

Eine alternative Version des Labors ist verfügbar ("STM32 Nucleo - Keine IDE"), die mit jeder Toolchain verwendet werden kann, einschließlich branchenüblicher Toolchains, offline IDEs oder voll ausgestatteter Online-IDEs wie Mbed. In dieser alternativen Version laden die Benutzer direkt kompilierte Binärdateien hoch, um das Board zu programmieren.

 

Das REMOCLEC-Projekt

Die Entwicklung dieses Labors wird im Rahmen des REMOCLEC-Projekts durchgeführt. Das REMOCLEC-Konsortium, das von LabsLand geleitet wird, umfasst auch die Universität Deusto und Plegma Labs. REMOCLEC wird vom Smart4All-europäischen Projekt finanziert, welches durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union gefördert wird.

Zusammenfassung

Das STM32-Labor ermöglicht es Benutzern, ein ST WB55RG Nucleo-Board aus der Ferne zu programmieren und zu steuern. In dieser Version des Labors können Benutzer eine kompilierte Binärdatei hochladen, die auf das Board programmiert wird, sodass sie jedes beliebige Toolchain verwenden können, einschlie\u00dflich industrienormgerechter Offline-Tools. Das Labor umfasst verschiedene Ein- und Ausgabegeräte wie Schalter, Tasten, Potentiometer und Sensoren sowie ein LCD-Bildschirm und einen Servomotor. Es kann verwendet werden, um Modis mit niedrigem Energieverbrauch zu studieren. Es eignet sich für den Einsatz in Kursen über eingebettete Systeme, Mikrocontroller-Programmierung, das Internet der Dinge (IoT) usw.

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Laborhardware und Peripheriegeräte

Das STM32-Fernlabor von LabsLand ermöglicht es Benutzern, ein ST Nucleo WB55RG-Board und verschiedene Ein- und Ausgabegeräte wie LEDs, eine RGB-LED, Schalter, ein OLED-Display und einen Servomotor zu programmieren und zu steuern. Das Labor unterstützt auch eine Reihe von Niedrigstrommodi, darunter Sleep, Low-power run, Low-power sleep, Stop 0, Stop 1, Stop 2, Standby und Abschalten. Diese Modi können verwendet werden, um die Auswirkungen des Energieverbrauchs auf die Leistung und Funktionalität des STM32-Boards zu untersuchen.

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Hochladen von Binärdateien

Diese Version des STM32-Labors ermöglicht es Benutzern, kompilierte Binärdateien hochzuladen, die auf das Board programmiert werden. Verschiedene spezifische Formate werden unterstützt, darunter .bin, .axf, .hex oder .elf. Alle STM32-Toolchains und IDEs erzeugen eines dieser Formate, sodass das Labor mit jeder Art von Workflow kompatibel ist.

Studierende können daher alle herkömmlichen Werkzeuge (z.B. STM32CubeMX) oder desktop-basierte IDEs und Toolchains (Keil, STM32CubeIDE, Eclipse mit einem GCC-ARM-Toolchain usw.) verwenden.

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Hardwareanordnung und Startvorlage

Studierende können frei STM32CubeMXProgrammer verwenden. Um diesen Prozess zu erleichtern, hat LabsLand ein solches Projekt vorerzeugt und den Benutzern als Ausgangspunkt zur Verfügung gestellt. Dieses Projekt ist direkt mit der Hardware kompatibel und dient als guter allgemeiner Ausgangspunkt. Es kann frei modifiziert werden.

Es gibt auch mehrere Anleitungen und Spezifikationen, die beschreiben, wie die Fernhardware verbunden ist, sodass Studenten alternativ diese Informationen verwenden können, um ihre eigene STM32CubeMX-Konfiguration von Grund auf neu zu erstellen.

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Kurse & Anwendungen

Das STM32-Fernlabor von LabsLand ist eine vielseitige Plattform, die in einer Vielzahl von Kursen angewendet werden kann, darunter:

• Einführung in Mikrocontroller
• Internet of Things (IoT)
• Niedrigleistungsrechner
• Sensor-Interfacing
• Eingebettete Systeme
• Rechnerarchitektur

Diese Kurse können das Programmieren des STM32-Boards, die Verbindung mit verschiedenen Sensoren und Peripheriegeräten sowie das Studium der Prinzipien von mikrocontrollerbasierten Systemen und IoT umfassen. Das STM32-Fernlabor bietet die notwendige Hardware und Software für praktisches Lernen und Experimente in diesen Bereichen.

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Andere Versionen dieses Labors

In dieser Version des Labors ("STM32 Nucleo - Kein IDE") laden Studierende eine kompilierte Binärdatei hoch, sodass es mit jedem Toolchain verwendet werden kann, einschließlich industrienormgerechter Toolchains, Offline-IDEs oder vollwertiger Online-IDEs wie Mbed's.

Eine alternative Version des Labors existiert, in der Benutzer die Boards mit dem LabsLand Online-C/C++ IDE programmieren, einer benutzerfreundlichen IDE mit flacher Lernkurve, die für den Bildungsgebrauch entwickelt wurde. Obwohl diese Version weniger leistungsfähig ist, ermöglicht die Online-IDE, dass Studierende binnen Sekunden loslegen und keine Software auf ihren Geräten installieren müssen. Sie eignet sich daher für Einführungsaktivitäten.

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Das REMOCLEC-Projekt

Die Entwicklung dieses Labors erfolgt im Rahmen des REMOCLEC-Projekts. Das REMOCLEC-Konsortium, das von LabsLand geleitet wird, besteht außerdem aus der Universität Deusto und Plegma Labs. REMOCLEC wird durch das Smart4All-Projekt der Europäischen Union finanziert, das aus dem Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union finanziert wird.

Dieses Labor verwendet das fest vorgegebene Nios-V-System von FPGAcademy. Laden Sie ELF-Programme hoch oder schreiben Sie C- oder RISC-V-Assemblercode im Browser. Die FPGA-Konfiguration wird bereitgestellt. Das Startprogramm kopiert NSW0–NSW9 auf LEDR0–LEDR9.

FPGAcademy · DE1-SoC Computer · Nios V (PDF)

Lernen Sie Hardware-Design mit FPGAs unter Verwendung der Terasic DE2-115!

In diesem Labor können Sie lernen, wie man mit zwei Hardware-Design-Sprachen programmiert: VHDL oder Verilog, und Ihren Code in einem echten Terasic DE2-115 FPGA testen. Das FPGA verfügt über eine Reihe von bereits platzierten Komponenten, wie z.B. LEDs, 7-Segment-Anzeigen oder multiple Uhren. Außerdem haben Sie Zugang zu 18 virtuellen Schaltern und 4 virtuellen Tasten, die Sie in Ihrem Design verwenden können und die Sie beim Interagieren mit der echten Hardware sehen werden. Auf diese Weise können Sie die Schalter ein- und ausschalten oder die Tasten drücken und sehen, wie Ihr Design reagiert. Die Platinen befinden sich an verschiedenen Universitäten, wie Sie sehen werden, wenn Sie jede Platine verwenden.

In diesem Labor benötigen Sie keine Software oder Hardware, die auf Ihrem Computer, Tablet oder Telefon installiert ist.