Uniwersytet w Białymstoku - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Komputery SBC

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 0900-FG1-3SBC Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Komputery SBC
Jednostka: Wydział Fizyki.
Grupy:
Punkty ECTS i inne: 5.00 (zmienne w czasie)
zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Wymagania (lista przedmiotów):

Programowanie mikroprocesorów 0900-FG1-2PM
Programowanie strukturalne 0900-FG1-1PS
Systemy operacyjne 0900-FG1-1SO
Wstęp do elektroniki 0900-FG1-2WDE

Założenia (lista przedmiotów):

Lektorat języka angielskiego 2 0900-FG1-1LJA2
Programowanie obiektowe 0900-FG1-1PO
Programowanie skryptowe 0900-FG1-2PS
Wizualizacja danych 0900-FG1-2WD

Założenia (opisowo):

Kurs koncentruje się na obsłudze i programowaniu komputera Raspberry Pi (RPi)- jako najbardziej popularnego reprezentanta komputerów jedopłytkowych (SBC). Wymagana jest znajomość systemu operacyjnego Linux. Programować będziemy elektronikę z poziomu RPi, która jest bardzo wrażliwa na błędy połączenia (zwarcia!) i można uszkodzić maszynę - dlatego bezwzględnie należy mieć ukończone zajęcia ze "Wstępu do elektroniki" oraz z "Programowania mikroprocesorów". Bardzo przydatne okażą się zajęcia z przedmiotów: Programowanie skryptowe, Programowanie strukturalne, Wizualizacja danych w programowaniu RPi. Znajomość języka angielskiego wykorzystamy uzupełniając swoją wiedzę materiałami z internetu oraz czytając oryginalną dokumentację RPi jak i specyfikację podzespołów elektronicznych.

Tryb prowadzenia przedmiotu:

w sali

Skrócony opis:

Przedmiot wprowadza do obsługi komputera Raspberry Pi (RPi) - jako reprezentanta komputerów jednopłytkowych (ang. SBC = Single Board Computer). Omawiane będą parametry techniczne komputera, instalacje systemu operacyjnego (różne rodzaje, w zależności od sposobu wykorzystania RPi - multimedia, IoT), programowanie w C oraz w Pythonie, obsługa elektroniki przez interface GPIO (w wierszu poleceń oraz programując w C/C++ oraz w Pythonie). Przedmiot obejmuje także omawianie innych platform SBC - Asus Tinker Board, Onion Omega i podobne (ciągle powstają nowe platformy, w ramach możliwości Wydziału będą przedstawiane).

Pełny opis:

Profil studiów ogólnoakademicki

Forma studiów: stacjonarne

Rodzaj przedmiotu:obowiązkowy, moduł 4 Kształcenie praktyczne i specjalistyczne

Dziedzina i dyscyplina nauki: Dziedzina nauk ścisłych i przyrodniczych, Dyscyplina nauki fizyczne

Rok studiów/semestr: 3 rok, 1 semestr, studia I-go stopnia

Wymagania wstępne: wymagane zaliczenie następujących przedmiotów: Programowanie mikroprocesorów, Systemy operacyjne, Programowanie strukturalne, Wstęp do elektroniki

Liczba godzin dydaktycznych: wykład 15h, laboratoria 45h

Metody dydaktyczne: wykład, praca laboratoryjna, dyskusja, konsultacje, kolokwia, praca własna studenta w domu

Punkty ECTS: 5.00

Bilans nakładu pracy studenta: udział w wykładach: 0,6 ECTS, udział w laboratoriach: 1,8 ECTS, praca własna w domu: 1,2 ECTS, przygotowanie do zaliczenia: 1.4 ECTS

Wskaźniki ilościowe: nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela: 2,4 ECTS, nakład pracy studenta związany z zajęciami o charakterze praktycznym: 1,8 ECTS

TEMATYKA ZAJĘĆ

WYKŁAD - omówienie następujących zagadnień:

1) komputery SBC - rodzaje, parametry sprzętowe, porty GPIO, charakterystyka parametrów i możliwości , system operacyjny, jako reprezentant komputer Raspberry Pi (RPi) - porównanie do innych SBC

2) wybór i instalacja systemu operacyjnego, KODI, RetroPi, Raspbian, Ubuntu; dostęp zdalny do komputera RPi - konfiguracja intefejsu sieciowego, narzędzia dostępowe dla Windows i dla Linux, także Android (putty, Nautilius, ssh), udostępnianie środowiska graficznego (VNC); praca w terminalu tekstowym - edytor tekstowy nano;

3) praca w Raspbianie - konfiguracja środowiska, praca w terminalu (praca administratora systemu - aktualizacje systemu, oprogramowania, administracja pakietami - dodawanie nowych i/lub usuwanie zbytecznych); instalacja pakietów oprogramowania do obsługi GPIO, języka Python; wizualne narzędzia - gnuplot, matplotlib; serwer muzyczny na RPi i obsługa z Andoida

4) dedykowana kamera - programy do robienia zdjęć (w tym timelapse), filmów, autodetekcja ruchu, konwersja plików graficznych, tworzenie filmów z obrazów statycznych (pakiet imagemagick).

5) obsługa GPIO - sterowanie LED-ami z poziomu terminala, z języka C/C++ (biblioteki wiringPi)/python/skryptów powłoki bash.

6) bezpieczeństwo portów GPIO podczas wprowadzania/wyprowadzenia sygnałów: układ ULN2003, transoptor LTV847; komunikacja UART, I2C, SPI: oprogramowanie i2c-tools, wiringPi; rozszerzenie portów GPIO (układy PCF8574, MCP 23017), konwertery analogowo-cyfrowe (PCF8591, MCP3008); programowanie powyższych układów w języku C(wiringPi), python, powłoce bash.

7) moduły elektroniczne współpracujące z RaspberryPi - wyświetlacz LCD16x2, termometr DS18b20, czujnik ciśnienia; integracja Arduino z RPi: komunikacja przewodowa - UART oraz bezprzewodowa - nRF24 (sieć radiowa 2.4GHz). Progwamowanie w C (wiringPi) oraz python.

8) instalacja LAMP (Linux, Apache, MySQL, PHP), które oznacza zestaw oprogramowania umożliwiającego uruchomienie platformy serwerowej zdolnej do utrzymywania dynamicznych stron www - mowa będzie o pakietach apache, php, MySQL, a także myphpAdmin. Uruchomienie serwera prezentującego dane z podłączonych czujników w postaci strony www (z wykresami - matplotlib, gnuplot), przyciskami sterującymi urządzeniami (tu: LEDy, przekaźniki 10A/250VAC) oraz tekstem (data, czas, odczyty analogowe).

LABORATORIA - polegają na dogłębnym ćwiczeniu poznanych zagadnień z cyklu wykładów.

Literatura:

1. Raspberry Pi. Niesamowite projekty. Szalony Geniusz, Donald Norris, wydawnictwo Helion

2. Elektronika z wykorzystaniem Arduino i Rapsberry Pi. Receptury, Simon Monk, wydawnictwo Helion

3. Raspberry Pi. Przewodnik dla programistów Pythona, Simon Monk, wydawnictwo Helion

4. The MagPi Magazine (darmowy dostęp z https://www.raspberrypi.org/magpi-issues a także wersja papierowa w czytelni Wydziału Fizyki UwB)

5. http://wiringpi.com/ biblioteka do programowania portów GPIO oraz układów elektronicznych w języku C/C++

Efekty uczenia się:

Student

1) zna charakterystyczne parametry komuterów SBC, wymienia różne platformy i producentów [K U25] [K KOs] [K KO3]

2) potrafi wymienić różnice pomiędzy rodziną SBC RaspberryPi [K U25] [K KOs] [K KO3]

3) potrafi zainstalować system operacyjny na RPi i w nim pracować (w terminalu, oraz w środowisku graficznym), zdalnie oraz lokalnie [K U22] [K KOs] [K KO3]

4) potrafi obsługiwać dedykowaną kamerę do RPi [K U23] [K U25]

5) potrafi budować układy elektroniczne na płytce stykowej i programować je w C/C++/Pythonie, a także sterować w konsoli tekstowej [K W25] [K U23]

6) potrafi wykorzystywać konwerter analogowo-cyfrowy do rozbudowy możliwości RPi [K W25] [K U23][K U25]

7) umie komunikować się pomiędzy Arduino a RPi [K W25] [K U23] [K U25]

[K W25] zna podstawy programowania w wybranym języku wyższego poziomu

[K U22] umie pracować w środowisku różnych systemów operacyjnych oraz korzystać z wybranych programów aplikacyjnych

[K U23] umie napisać prosty program komputerowy w wybranym języku

programowania, skompilować go i uruchomić

[K U25] umie wyszukiwać i wykorzystywać specjalistyczne oprogramowanie komputerowe w zasobach Internelu z poszanowaniem własności Intelektualnej oraz zasad użytkowania

[K KO1] zna ograniczenia swojej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego

kształcenia, podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych

[K KO3] rozumie znaczenie uczciwości intelektualnej w działaniach własnych i innych osób

[K KOs] potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze i zasobach Inlernetu, także w językach obcych

Metody i kryteria oceniania:

Studenci wykonują prace podczas zajęć laboratoryjnych tym samym zdobywając punkty niezbędne do zaliczenia przedmiotu (15 zajęć 2x45min = 15 punktów). Dodatkowo studenci mogą zwiększyć liczbę swoich punktów realizując dodatkowe projekty jako prace domowe (na własnych płytkach RPi, lub na własnych komputerach - jeśli zadanie dotyczy tylko oprogramowania) - 5 punktów. Przewiduje się projekt końcowy pod koniec semestru, do wykonania w domu (plus ewentualnie w pracowni laboratoryjnej) indywidualne) dla każdego studenta za 10 punktów. Zaliczenia nie otrzymuje student z trzema i więcej nieobecnościami.

Zaliczenie uzyskuje się na podstawie tabeli:

0..14 ocena ndst

15..19 ocena dst

20..24 ocena db

25..30 ocena bdb

Zaliczenie z części wykładowej polega na zdaniu rozmowy egzaminacyjnej. 3 pytania po 10 punktów każde. Punktacja

0..14 ocena ndst

15..19 ocena dst

20..24 ocena db

25..30 ocena bdb

Za obecność na wykładzie student zdobywa punkt liczony do punktacji na egzaminie ustnym (45min = 1 punkt).

Zajęcia w cyklu "Rok akademicki 2018/19" (zakończony)

Okres: 2018-10-01 - 2019-06-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 45 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Krzysztof Gawryluk
Prowadzący grup: Krzysztof Gawryluk
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę

Zajęcia w cyklu "Rok akademicki 2019/20" (zakończony)

Okres: 2019-10-01 - 2020-06-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 45 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Krzysztof Gawryluk
Prowadzący grup: Krzysztof Gawryluk
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet w Białymstoku.