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Hardware-Basteleien für Informatiker
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Hardware-Basteleien für Informatiker

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  • 1. Hardware-Basteleien für Informatiker Marcel Büchler
  • 2. Inhalt● Historisches● Einstieg - Begriffe● Löten für Einsteiger● µController - Parallax Propeller● Pong auf dem µController● Hive● Blinkenlights● Blinkenlights Projekt
  • 3. Historisches● 19. Jh Lochkarten-”Computer” (Hollerith)● Zuse Z3 (1941)● Bipolarer Transistor verdrängt Röhren ab 1955● 60er-Jahre erste µProzessoren● Intel 4004 (1971)● Homebrew Computer Club (ca 1975-1977)● Apple I (1976) & Apple II (1977)
  • 4. Motivation für Hardware-Basteleien● Hardwarenahes, effizientes Programmieren● Signalverarbeitung● Neue Konzepte kennenlernen● Etwas „handfestes” machen● Spass
  • 5. Ziele● Begeisterung für Hardware wecken● Andere Interessierte finden● Grundlage für kommende Projekte setzen● Erweiterung der Vorlesung Rechnerarchitekturen und Betriebssysteme● Hackerspace
  • 6. Nötige Grundlagen● Grundwissen Elektrotechnik, Physik● Schaltplan lesen● Löten● Lötkolben, Entlötpumpe und Multimeter● Ein wenig Geld● Viel Zeit
  • 7. Was braucht man nicht?● Highend-Lötstation● Geätzte Platinen● Anti-Statik-Armband :-)● Prototyping-Steckbrett● Oszilloskop● Spannungsgenerator● Funktionsgenerator
  • 8. Begriffe● Transistor (NPN, PNP)● Diode● (Elektrolyt-) Kondensator (Elko)● Widerstand● Potentiometer● LED● ...
  • 9. BegriffeSMD DIL/DIP
  • 10. Grundlagen des Lötens
  • 11. Schlechte Lötstellen
  • 12. µController – Parallax Propeller● Spezifikationen ● Released in 2006 by Parallax ● 3.3 Volt DC ● 8 x 32 Bit RISC CPU (Cogs) ● System Clock Speed: DC to 80 MHz ● 32K RAM / 32 K ROM
  • 13. Propeller Minimalbeschaltung
  • 14. µController – Parallax Propeller● Cogs ● Processor Block (ALU) ● 2KB RAM (512 x 32 Bits) ● Two Counters ● Video Generator ● I/O Output Register ● I/O Direction Register
  • 15. µController – Parallax Propeller● PRO ● Einfach Programmierbar ● Leichter Einstieg ● Vielfältig (PS/2, VGA, S-Video, Audio) ● 8 Cogs ● 32 I/O Pins ● Spin & Assembler (Forth, C, ...)
  • 16. µController – Parallax Propeller● CON ● Kein eingebauter Flash-Speicher/EEPROM ● Wegen Spin nicht ganz so hardwarenahe wie AVR ● Macht süchtig
  • 17. Pong● Man nehme: ● Eine Idee (Pong) ● Propeller Grafik-Beispiel ● Tastatur-Treiber-Beispiel ● Ein paar Stunden Zeit DEMO
  • 18. Hive● Idee: Retro-Style Computer mit Propeller● 3 Propeller● VGA, S-Video, Tastatur, Maus● SD-Card Reader● E-RAM (1MB)● Ethernet● Bastler-Bus
  • 19. Blinkenlights● Projekt des CCC anlässich des 20 Jahr Jubiläums 2001● Haus des Lehrers in Berlin● 18x8 Pixel Monochromes Display● Interaktion mit Mobiltelefonen (Nachrichten senden und Pong)● 11.Sept 2001- 23. Feb 2002 (23w 5d)
  • 20. Mini-Blinkenlights-Projekt● 1. Idee ● Blinkenlights am Messezentrum● 2. Idee ● Blinkenlights an der FG-Glaswand● 3. Idee ● Mini-Computer mit Punkt-Matrix-Display ● Vorteile: Portabel, günstiger, Computer-Feeling und Einmaligkeit
  • 21. Mini-Blinkenlights-Projekt● 32 I/O Ports ● 2 für Programmierung ● 2 für Flash-Speicher ● 2 für Sound (Stereo) ● 6 für Eingabe (Tasten) ● Es bleiben 20 Ports für LED-Ausgabe – 8 x 12 LED-Matrix – 12x16 = 192 LEDs
  • 22. LED Punktmatrix
  • 23. LED Punktmatrix
  • 24. LED Punktmatrix
  • 25. LED Punktmatrix
  • 26. Fragen?