Notizen zur Vorlesung: Funktionsdiagnostik und Therapiesysteme

Einführung in das Modul

• Video im Modul Funktionsdiagnostik und Therapiesysteme
• Fokus auf den Arduino, insbesondere Arduino Uno und Nano
• Videos werden zur Playlist "Arduino" und "Funktionsdiagnostik und Therapiesysteme" hinzugefügt

Arduino Setup

• Verwendung von Smartphone mit USB-OTG Adapter und Hub
• Hub verbindet Tastatur, Arduino und Smartphone
• Chromecast Adapter für bessere Anzeige
  • Smartphone-Display auf Fernseher streamen
• Verbesserte Sichtbarkeit beim Programmieren

Arduino Uno vs. Arduino Nano

• Arduino Nano ist kleiner als Arduino Uno, hat jedoch denselben Mikrocontroller
• Verwendung von Steckbrett zur Verbindung des Arduino Nano mit externen Geräten

Mikrocontroller

• Definition: programmierbare, kleine Geräte
• Beispiel: Fieberthermometer als Anwendung
  • Temperaturmessung, Signalausgabe, Displayanzeige

Eigenschaften von Mikrocontrollern

• Programmierbar, kompakt und energieeffizient
• Autark (funktioniert ohne PC)
• Preiswert und weit verbreitet
• Elektrische Schnittstellen für externe Geräte

Geschichte des ATmega328

• Entwickelt von zwei Studenten (Bogen und Wollan) in Norwegen (1992)
• Zusammenarbeit mit Atmel in den USA (1995)
• Schnelle Verkaufszahlen: 500 Millionen Stück innerhalb von 6 Jahren
• Übernahme von Atmel durch Microchip (2016)

Arduino-Entwicklung

• Ursprung in einer Masterarbeit (2004) von Hernando Barragan in Italien
• Vereinfachung der Programmierung für Bastler und Künstler
• Arduino als Open-Source-Plattform
• Arduino Nano kam 2008 auf den Markt

Unterschiede zwischen Arduino Uno und Nano

• Beide verfügen über den ATmega328, jedoch in unterschiedlichen Bauformen
• Nano hat eine kompakte Bauweise als Surface Mounted Device (SMD)
• Einfache Programmierung und Inbetriebnahme der Mikrocontroller

Speicherstrukturen im ATmega328

• Flash-Speicher: 32 KB für Programmcode
• RAM: 2 KB für temporäre Daten
• EEPROM: 1 KB für nicht-flüchtige Daten

Funktionsweise

• Taktfrequenz: 16 MHz
• Programmierung über serielle Verbindung
• Bootloader überprüft neue Programmversionen bei Neustart

Ein- und Ausgänge des Arduino

• Digitale Ausgänge: 0 Volt oder 5 Volt (Arduino Uno) / 3 Volt (Arduino Nano)
• Analoge Eingänge: Unterschiedliche Spannungswerte können gemessen werden (ADC 10-Bit)
• Serielle Kommunikation möglich (TX/RX-Schnittstelle)

Anwendung im EKG-Projekt

• EKG-Daten werden über analoge Eingänge gemessen und über serielle Schnittstelle ausgegeben

Zusammenfassung

• Der Arduino ermöglicht einfache Programmierung und Anwendung von Mikrocontrollern
• Wichtigste Speicherarten: Flash (Programm), RAM (temporäre Daten), EEPROM (nicht-flüchtige Daten)
• Einfache Konfiguration der Pins für digitale und analoge Ein- und Ausgänge

Ausblick

• Weitere Videos zur Vertiefung der Themen
• Ankündigung: Erhalt der Arduino-Module in Kürze
• Geplante praktische Anwendungen im Kurs