602 Elektroniikka ja robotiikka / Semifinaali
Aika
Tiistai 31.1.2023
Kilpailupaikat
Semifinaalit toteutetaan etätoteutuksena.
Semifinaali-koordinaattori
Aikataulu
Kilpailupäivän alustava aikataulu. Muutokset mahdollisia.
Klo 9.00 Etäyhteyksien muodostaminen ja päivän aloittaminen
Klo 9.30 Moduuli 1 | Rakentaminen ja testaus
Klo 11.00 Ruokailu
Klo 12.00 Moduuli 2| Mittaaminen ja testaus
Klo 13.30 Tauko
Klo 14.00 Moduuli 3| Ohjelmointi
Klo 15.30 Päivä päättyy
Materiaalit ja laitteet
Moduuli 1 | Rakentaminen ja testaus
- Järjestäjän antama piirilevy, jolle juotetaan sekä pintaliitoskomponentteja, että läpijuotettavia komponentteja
- Esimerkkejä mahdollisista kotelotyypeistä: 1206, 0805, 0603, SOT-23, SO16
- Kilpailijan oma lyijytön tina
- Juotinasema, henkilökohtaiset käsityökalut sisältäen pintaliitoskomponenttien käsittelyyn soveltuvat pinsetit, yleismittari
Moduuli 2 | Mittaaminen ja testaus
- Tietokone, jossa Arduino IDE 2.0
- Arduino UNO R3 + USB-kaapeli
- Yleismittari (esim. UNI-T UT58B) + mittajohdot
- Oskilloskooppi 1-kanavainen, 10 MHz (esim. PicoScope 2204A) + mittajohdot
- Elektrolyyttikondensaattori 100uF 16V 20 %
- Vastus 390Ω 1 % 0.6W
- Koekytkentäalusta kondensaattorin ja vastuksen kytkentää varten
- 3kpl kytkentälankoja/hyppylankoja koekytkentälevylle 15–25 cm pitkiä
- Taskulaskin tai laskinsovellus tietokoneessa
- USB-muistitikku tai USB-johto kuvien siirtämiseen oskilloskoopilta tietokoneelle
Moduuli 3 | Ohjelmointi
- järjestäjän antama elektroniikkapiiri
- Tietokone, jossa Arduino IDE 2.0
- Arduino UNO R3 + USB-kaapeli
Kaikki moduulit järjestetään elektroniikan työsalissa, jossa jokaisella kilpailijalle varataan oma työpöytä, jossa on sähköliitäntä.
Käytännön ohjeita
Kilpailija tuo itse mukanaan kilpailupaikalle seuraavat tarvikkeet ja työvälineet:
- kuvallinen henkilöllisyystodistus
- tietokoneen (1kpl), jossa asennettuna Arduino ohjelmointiympäristö (IDE 2.0). Kilpailija vastaa oman koneensa toimivuudesta kilpailun aikana. Tietokoneongelmiin ei saa käyttää ulkopuolista apua kilpailun kuluessa. Semifinaalissa tarvittavia etäyhteyksiä varten tietokone on liitetty internettiin ja siihen on liitetty web-kamera sekä kuuloke & mikrofoni. Koneella saa olla taustamateriaalia, jota saa halutessaan hyödyntää.
- Arduino Uno R3 + USB-johto
- Elektrolyyttikondensaattori 100uF 16V 20 %
- Vastus 390Ω 1 % 0.6W
- Koekytkentälevy ja hyppylankoja
- Juotinasema (yhdellä juotoskynällä) 1 kpl/kilpailija (juotoskärkien määrä ei ole rajoitettu)
- Henkilökohtaiset käsityökalut sisältäen pintaliitoskomponenttien käsittelyyn soveltuvat pinsetit sekä pieni kärkiset ristipää- ja talttaruuvimeisselit.
- Yleismittari + mittajohdot (DC jännite- ja virtamittaukset sekä vastusmittaus. Mittausalueet sekä mittaustarkkuudet vastaavat kuin UNI-T UT58B mittarilla)
- Oskilloskooppi (1-kanavainen, 10 MHz, esim PicoScope 2204A) + mittajohdot
- Henkilökohtaiset suojaimet
- Taskulaskin tai laskin sovellus tietokoneessa
- halutessaan omia eväitä.
Kilpailutehtävän yleiskuvaus ja arvioinnin kokonaisuus
Kilpailutehtävät perustuvat tieto- ja viestintätekniikan perustutkinnon elektroniikka-asennukset ja sulautetun järjestelmän toteuttaminen tutkinnon osiin. Semifinaali jakautuu kolmeen moduuliin.
Arvioinnin pohjana käytetään tieto- ja viestintätekniikan perustutkinnon elektroniikka-asennukset ja sulautetun järjestelmän toteuttaminen tutkinnon osia. Osaamisvaatimukset perustuvat tutkinnon perusteiden kiitettävään (K5) tasoon.
Tarkempi arviointi perustuu CIS-pistelaskujärjestelmään. Kilpailutehtävä arvioidaan asteikolla 0 – 100 p.
Kuvaus arvioinnin toteuttamisesta
- Laadullista arviointia 5 %
- Määrällistä arviointia 95 %.
Mikäli kilpailija vaarantaa itsensä tai muiden turvallisuuden, voidaan kilpailusuoritus keskeyttää.
Tehtävän moduulit ja arviointikriteerit
Semifinaalitehtävän alustava moduulirakenne (muutokset mahdollisia):
Moduuli 1/Rakentaminen ja testaus
Tehtävä
Kilpailija rakentaa tässä moduulissa elektroniikkakortin valmiille piirilevylle ja testaa sen. Levyllä on sekä pintaliitos- että läpijuotattavia komponentteja.
Rakentamisessa testataan kilpailijan kykyä rakentaa elektroninen laite ja saada se mahdollisen rakenteluvirheiden jälkeen toimintakuntoon.
Kiellettyjä välineitä ja tarvikkeita ovat:
- Juotospasta
- Puhallinjuotin
- Liimat, teipit, sinitarra
- LCR-testeri
Sallittuja ovat:
- Piirilevyn asennuskehikko (pitää levyä kiinni juottamisen ajan)
- Jokin palamaton alusta
- Juoksute (flux)
- Piirilevyjen puhdistusaineet ja välineet (liinat, harjat, tms.)
- Tinaimulanka
- Kilpailijan oma lyijytön juotostina
Maksimipisteet: 34 pistettä
Moduuli 2/Mittaus ja testaus
Tehtävä
Tässä moduulissa testaan kilpailijan kykyä suorittaa yleismittarilla ja oskilloskoopilla yleisimpiä elektroniikan mittauksia ja myös, kuinka hyvin hän osaa tallentaa mittaustulokset ymmärrettävään muotoon.
Mittaukset tehdään käyttäen oskilloskooppia ja yleismittaria. Tehtävässä voi olla seuraavia mittauksia:
- jännite-, virta- ja vastusmittaukset yleismittarilla
- erilaisten signaalimuotojen mittaukset oskilloskoopilla
- oskilloskoopilla mittaustulosten tallentaminen oskilloskoopin muistiin ja siirtäminen Wordilla tehtävään mittausraporttiin.
Maksimipisteet: 33 pistettä.
Moduuli 3/Ohjelmointi
Tehtävä
Ohjelmointi suoritetaan kilpailijan omalla tietokoneella, johon on asennettu Arduino ohjelmointiympäristö (IDE 2.0). Käytettävä kortti on Arduino Uno R3.
Ohjelmointi-moduulissa laaditaan Arduino Uno-kortille C-kielinen ohjelma, joka ohjaa erillistä elektroniikkaa. Arduino Uno-kortti ja siihen liitetty elektroniikka saa sähkön USB-liitännän kautta. Erillistä sähkölähdettä ei tarvita.
Ohjelmointi-moduulin osaamisvaatimukset:
- Ohjelmoinnin perusrakenteet kuten muuttujat, ehtolauseet ja silmukat
- Tulo- ja lähtöliitäntöjen määrittely ja alustaminen
- Tuloliitännän tilan testaaminen
- Lähtöliitännän asettaminen ala- ja ylätilaan
- AD-muuntimen ja PWM käyttäminen
- Sarjamonitorin käyttäminen
- Ajastimet ja tilamuuttujat
- Kolmannen osapuolen ohjelmakirjastojen käyttäminen, esimerkiksi erilaiset anturit
- Yllä oleva lista ei ole täydellinen. Se antaa jotain vihjeitä siitä, mitä ohjelmointimoduulissa on odotettavissa.
Maksimipisteet 33 pistettä.
Vinkkejä kilpailuun valmistautumiseen
Esimerkkitehtävä
Mittaus ja testaus moduuli
Tehtävä 1: Yleismittarin käyttö
- Mittaa piirilevyltä pinnin 4 potentiaali.
- Mittaa piirilevyltä pisteiden TP2 ja TP3 välinen jännite-ero.
- Mittaa piirilevyltä vastuksen R1 resistanssi yhden desimaalin tarkkuudella.
Tehtävä 2. Tee ohjelma, joka
- sytyttää punaisen ledin, kun näppäintä SW1 painetaan
- sammuttaa punaisen ledin, kun näppäintä SW2 painetaan
- sytyttää vihreän ledin, kun näppäintä SW3 painetaan
- sammuttaa vihreän ledin, kun näppäintä SW4 painetaan.
Tehtäväpankki 
