Geräteentwicklung für das Tissue Engineering II

Question 1

Grundprinzip eines modularen, elektrischen Messsystems

Answer 1

1) Physikalische Größe
2) Messelement/ Sensor
3) Signalverstärkung
4) Auswerteinheit

Question 2

3 Prinzipien der Gerätearchitektur (+ o -)

Answer 2

1)Analog:
\+sehr schnell
\+Takt unabhängig (Signal ist da, sofort messbar)
-Strecke wirkt auf Signal
2)Mixed Signal (best of both worlds)
\+schnell
-sehr viele Varianten
3) Digital
\+Verlustfrei verzweigbar
\+Frei von Drift
-Festgelegte Taktrate

Question 3

modulares Prüfsystem

Answer 3

1) Bedienoberfläche (Visualisierung, Datenspeicherung)
2) Steuerung (Zeitkritische Abläufe, Regelung)
3) Antriebsystem (Mechanische Kräfte, Aktoren, Sensoren)

Question 4

Visuelle Schnittstellen (für Bediener)

Answer 4

1) Ohne Anzeigeelemente
—- Zugang nur über Terminalprogramm
2) Mit vereinfachten Anzeigeelementen
—- Alphanummerische Displays
—- Leuchtanzeigen
—- geht mit Mikrokontroller
3) Mit graphikbasierten Bildschirmen
—- Schriftelementen
—- Pixelbilder

Question 5

Einsatzgebiet höhere Schnittstellen

Answer 5

Steuerbefehle:
—- Controller- Controller
—- Controller- Periphere
Datentransfer:
—- Ethernet und WiFi
—- USB
Visualisierung:
—- Analog
—- Digital: LVDS
—- Digital: DVI

Question 6

Gerätearchitektur: Grundmodulen
Analoge Standardelemente (2 Arten)

Answer 6

Passiv:
—- Widerstände
—- Kondensatoren
—- Spulen
Aktiv:
—-Operationsverstärker
—-Spannungsregler
—-Stromregler
—-Logikgatter

Question 7

Digitale Standardbausteine

Answer 7

—- Mikrokontroller/ Mikroprozessoren
—- Bus- Treiber
—- Graphische Displays
—- Eingebettete Sensoren
—- Eingebettete Aktoren

Question 8

Wann wird die Software festgelegt?

Definition der Code-Architektur

Answer 8

Programmsprache am Anfang festlegen
Code Architektur vor Entwicklungsstart klären
—- starre Frequenz
—- endlicher Zustandsautomat
—- getackteter Code (asynchron, synchron)
—- ereignisbasierter Code

Question 9

Hard code

Answer 9

1) Start Up Sequence
—- starr festgelegte Sequenzfolge abarbeiten
2) Polling Method/ Super Loop
—- ständiges aufrufen des gesamtcodes

Question 10

Ereignisse am Mikrokontroller abfangen (eingebettete software)

Answer 10

1) Interrupt: das Main Programm wird gestoppt um die Befehle des Bedieners zu erfüllen (asynchron auftretende Ereignisse)
2) Timer Interrupt: synchroner Aufruf von Taktelementen
3) Watchdog: Der Computer „restartet“ immer den watchdog. Wenn das nicht passiert, kommt der Watchdog ins Timeouts und resetet den Computer

Question 11

RTOS

Answer 11

Real Time Operating System:
—- processes data without buffer delay

Free RTOS:
—- Small enough to run on a microcontroller