602- Finaali

602- Elektroniikka Finaali

Taitaja2017 Helsinki –tapahtuma järjestetään Helsingin Messukeskuksessa 15.-18.5.2017. Tältä sivulta löydät 602- Elektroniikan finaalikuvauksen, sekä finalistit.

Finalistit


Joonatan Kivelä
Oulun seudun ammattiopisto


Tuomas Kettunen
Saimaan ammattiopisto Sampo


Hannu Huusko
Pohjois‐Karjalan ammattiopisto


Kristian Palviainen
Pohjois‐Karjalan ammattiopisto


Albert Uusi-Illikainen
Oulun seudun ammattiopisto


Tony Laurell
Kouvolan seudun ammattiopisto


Aapo Karjalainen
Kainuun ammattiopisto


Aki Kaario
Etelä‐Kymenlaakson ammattioppilaitos


Kansainvälinen kilpailija
Njall Laugdal Arnason
Taekniskolinn – Raftaekniskolinn
Iceland


Kansainvälinen kilpailija
Maxim Kadnikov
WorldSkills Russia
Russia


Kansainvälinen kilpailija
Weiye Zeng
Guangdong Technician College
China


Kansainvälinen kilpailija
Esa Varemo
WSC -team Finland
Koulutuskeskus Salpaus

Taitaja2017, Elektroniikkafinaali, Kilpailutehtävän kuvaus versio 1.4 / 14.3.2017

Kilpailutehtävän rakenne ja tehtävämoduulien keskeiset sisällöt

Yleistä

Tehtävässä rakennetaan multikopteria ohjausyksikkö, johon ensin suunnitellaan piirikortti. Kortti valmistetaan piirilevyjyrsimellä ja se kootaan sekä testataan toisen kilpailupäivän aamuna. Ensimmäisen kilpailupäivän aikana aloitetaan myös ohjainyksikön kotelointi. Koteloon tulee kilpailijan oma CPU kortti, rakennettu tehtäväkortti, johdotusta ja liittimiä.

Toisen kilpailupäivän alussa suoritetaan itse suunnitellun kortin kokoamien ja testaaminen. Iltapäivällä tehdään rakennetun ohjausyksikön testausta oman prosessorikortin kautta, jolloin saadaan ohjausyksikön säätimet tuottamaan lentosimulaattoriin oikeanalaista dataa.

Kolmannen kilpailupäivän aamuna ohjelmoidaan oma prosessorikortin avulla ohjausyksikköä,
niin että sillä voidaan tarkasti ohjata simulaattorissa ”lentävää” multikopteria. Lopuksi ohjaus kytketään suoraan myös oikeaa multikopteriin.

Alla kuva, joka esittää tehtäväympäristöä.

Kilpailijan prosessorikortin vaatimukset

Kilpailijan pitää tuoda finaalikilpailuun mikrotietokonekortti. jolla on seuraavat ominaisuudet. Kortin käyttöjännite tulee olla 3,3 V ja liitännät alla olevan listan mukaisia:

Liitännän nastat:

– tehtäväkortti syöttää prosessorikortille 3,3 V käyttöjännitteen
– maa (Gnd)
– analogia input, 5 kpl (vähintään), jännitetaso 0-3,3 V, 8 bittinen resoluutio riittää
– vähintään 4 kpl digitaalisia tuloja, jännitetaso 3,3 V
– vähintään 3 digitaalista lähtöä, jännitetaso 3,3 V
– sarjaliitäntä lähtö ( 3,3V), 9600 baudia

Näin saadaan vähintään 16 liitäntäpistettä, jotka tulee kytkeä kuva tyyppisen ruuviliittimeen. Tehtäväkortille tulee samanlainen liitin. Näin ei tarvitse olla ehdottomasti määritettyä nastajärjestystä.

Kilpailijan prosessorikortin kortin mitat:

Kortti 100 mm x 80 mm, korkeus max 20 mm
Kortin kiinnitysreiät, kulmiin reiät

 

Kukin tekijä vastaa itse rakennetun tai muokatun kortin lopullisesta viimeistelystä ja
toimivuudesta. Kortin ja ohjelmointiympäristö testataan kilpailun valmistelupäivänä, jolloin annetaan tukea käyttöönotossa.

Kortin rakentamista varten on saatavilla kaksi referenssikytkentää (PIC ja AVR).

Tehtävässä on seuraavat vaiheet

 

Moduuli 1. Tehtäväkortin piirilevysuunnittelu

 

Kilpailija tekee tehtäväkortin piirilevysuunnittelun annettujen rajaehtojen perusteella
(piirikaavio, mitat, komponentit jne). Suunnittelu tehdään kilpailijan valitsemalla Gerber X -koodia (RS-274X) tuottavalla CAD-ohjelmistolla. Piirikortti on kaksipuolinen.

Kortti valmistetaan protojyrsimellä ensimmäisen kilpailupäivän aikana ja kortti rakennetaan toisen kilpailupäivän aikana.

 

Moduuli 2. Ohjainyksikön kokoonpano ja testaus

Kilpailija rakentaa annetusta materiaalista (kotelo, liittimet, johtimet jne.) ohjainyksikön. Yksikköön sijoitetaan sekä mikroprosessorikortti että tehtäväkortti. Ohjainyksikön toiminta testaan järjestelmässä olevan älykkään sovittimen avulla, josta saadaan tarvittavat testisignaalit. Toiminnollisuus nähdään ohjaamalla simulaattoria, joka on käytössä lajialueen testipisteessä (2 kpl)

 

Moduuli 3. Tehtäväkortin rakentaminen ja testaus Kilpailijan suunnittelemat ohjainkortin on tuotettu protojyrsimellä edellisen iltapäivän ja illan aikana. Nyt kilpailija rakentaa kortin ja testaavat sen toimivuuden. Kortti arvioidaan iltapäivällä ja jos kortti on täysin toimiva, se voidaan sijoittaa ohjainyksikköön valmiina saadun kortin tilalle arvioinnin jälkeen.

 

Moduuli 4. Ohjainyksikön esiohjelmointi ja testaus

Kilpailijan tulee osata ohjelmoinnissa vähintään seuraavia asioita:

– normaali C-kielinen ohjelmointi

– AD-muuntimen ohjelmointi

– sarjaliikenteen ohjelmointi, osaa lähettää tavuja, purskeita

Vaatimustasoa varten julkaistaan harjoitustehtävä, jonka avulla kilpailija valmistautuu ennenkisaa ohjelmointitehtävään!

Edellisissä tehtävänosissa ohjainyksikkö on testattu valmiilla ohjaussignaaleilla. Nyt kilpailija pitää tuottaa omaa koodia, jonka avulla hän tuottaa vastaavat signaalit ja saa tehtäväkortin toimimaan.

Suoritetaan mm

– AD muuntimen ohjelmointi

– sarjaliikenteen ohjelmointi ja sen toimivuus tarkistetaan mittaamalla signaalit oskilloskoopilla Näiden laadittujen ohjelmien tuottamat signaalit ja niiden toimivuus mitataan oskilloskoopilla.

Tämän vaiheen jälkeen ohjainyksikkö on valmis oman prosessorin ohjelmiston avulla
ohjaamaan signaaliin tuottoa simulaattoriin. Tässä vaiheessa ei kuitenkaan käytetä testaamiseen simulaattoria.

 

Moduuli 5. Multikopterijärjestelmän ohjaus ja lopputestaus

Viimeisessä tehtävässä kilpailijoille toteuttaa tehtävässä määriteltyjen multikopterin
ohjausliikkeiden ohjelmointi sekä testaamista simulaattorissa. Kukin kilpailija käy esitelmässä oman laitteiston toimintaa myös yleisölle tarkoitetussa simulaattorissa.
Lopputestaukset tehdään tuomariston valvonnassa verkolla katetulla testausalueella.

Kilpailun aikataulu

Maanantai 15 .5.

klo 8-12 Matkustamien kisapaikalle

klo 12.00-18.00 Kilpailijoiden, kilpahuoltajien ja muiden toimijoiden akreditointi

13-17 Kilpailijoiden, tuomareiden ja lajitoimijoiden yhteistoiminta-aika lajialueella

klo 18.00 Taitaja2017 Helsinki -tapahtuman avajaiset n. (Helsingin Messukeskus)

 

Ensimmäinen kilpailupäivä, Tiistai 16.5

klo 9-10 Tehtävien anto

klo 10-13 Tehtäväkortin piirilevysuunnittelu, 20 p

klo 13-14 Ruokailutauko

klo 14-18 Ohjainyksikön kokoonpano ja testaus, 20 p

Toinen kilpailupäivä, Keskiviikko 17.5

klo 8.30-9 Tehtävien anto

klo 9-12 Tehtäväkortin rakentaminen ja testaus, 20 p

klo 12-13 Ruokailutauko

klo 13-17 Ohjainyksikön esiohjelmointi ja testaus, 20 p
Kolmas kilpailupäivä, Torstai 18.5

klo 8.30-9 Tehtävien anto

klo 9-12 Multikopterijärjestelmän ohjaus ja lopputestaus, 20 p

klo 12-13 Ruokailutauko

klo 13-15 Loppuarviointi

klo 15 Tulokset kilpailupaikalla

klo 16 Kisa-alueen purkaminen alkaa
Kolmas kilpailupäivä klo 8.00-16.00 (kilpailuaika päättyy klo 14.00)

Taitaja2017 Helsinki -tapahtuman päättäjäiset ja palkintojenjako n. klo 16:00

 

Kilpailutehtävän arviointikriteerit
Tehtävien arviointi on pääosin objektiivista.
Moduuli 1. Tehtäväkortin piirilevysuunnittelu, 20 pistettä
Arvioidaan suunnittelutiedostosta ja Gerber-tiedostoista.

– oikeellisuus
– suunnittelusääntöjen noudattaminen
– hyppylankojen käyttö
– komponenttisijoittelu
– levyn mitat
– yleislaatu (subjektiivinen)
Moduuli 2. Ohjainyksikön kokoonpano ja testaus, 20 p

– toiminta
– kaapeloinnin laatu
– mekaaninen viimeistely
– osien asentaminen annettujen ohjeiden mukaisesti
– työturvallisuus

Moduuli 3. Tehtäväkortin rakentaminen ja testaus, 20 p

– komponenttien juottaminen
– komponenttien asemointi
– liitettävyys järjestelmään

Moduuli 4. Ohjainyksikön esiohjelmointi ja testaus, 20 p

Arviointi perustuu vaadittujen ohjelmalohkojen toimivuuteen ja signaaleista saatavat
mittaustuloksiin. Ohjelman tuottamien on vaiheistettu 4-5 vaiheeseen, joista kustakin saa erikseen pisteitä.

Moduuli 5. Multikopterijärjestelmän ohjaus ja lopputestaus, 20 p.

– vaadittujen ohjausjaksojen toteuttaminen
– toiminnan esittelemien yleisölle ja tuomareille
– työturvallisuus

Kilpailija tuo tullessaan
Kilpailija ottaa mukaan rakentamansa mikroprosessorikortin ja siihen liittyvän
ohjelmointiohjelmisto. Kilpailija tuo myös piirilevysuunnittelussa käyttämänsä ohjelmiston.

Kilpailijan omassa kannettavassa tietokoneessa tulee olla asennettuna kaikki edellä mainitutohjelmistot. Kilpailija vastaa oman koneensa toimivuudesta kilpailun aikana. Tietokoneongelmiin ei saa käyttää ulkopuolista apua kilpailun kuluessa.

Kilpailija tuo mukanaan seuraavat työkalut ja tarvikkeet
yksi kannettava tietokone (ja hiiri)
lyijytön tina
tinaimusukka
henkilökohtaiset käsityökalut (sivuleikkurit, kärkipihdit, ruuvitaltat, pinsetit ym.)
yleismittari
omiin laitteisiin tarvittavat mittajohtimet ja muut johdot
tarvittaessa suurennuslasi/valaisin pintaliitostyöskentelyä varten
henkilökohtaiset suojaimet
laskin (puhelimen käyttö laskimena ei ole sallittua!)
muistiinpanovälineet

 

Jos kilpailijalla ei ole mahdollisuutta tuoda mukanaan tarvittavia laitteita, tulee asiasta ilmoittaa lajivastaavalle 3 viikkoa ennen kilpailupäivää. Kilpailunjärjestäjä voi tarvittaessa lainata joitakin välineitä, jos asiasta on ennakkoon sovittu.

Viittaus esimerkkitehtäviin

Aikaisempien vuosien finaalitehtäviä löydät tehtäväpankista. Vuoden 2016 tehtävä on

rakenteellisesti paras esimerkkitehtävä:

Tehtäväpankki

Kilpailunjärjestäjä varaa kilpailupaikalle

Kilpailunjärjestäjä varaa jokaiselle kilpailijalle oman työpisteen ( Teklab-Kontram), jossa mittalaitteet, juotosasemat ja sähkölähteet. Katso erillinen liite. Kilpailupaikalla on myös rakennustehtävissä tarvittavat piirilevyt, komponentit ja muun materiaalin. Kilpailunjärjestäjä toimittaa kilpailupaikalle tehtävissä tarvittavan simulaattoriohjelmiston.

Tuomarit

Olavi Lähteinen, päätuomari
Niko Kinnunen
Tapio Immonen
Tommi Sirén
Jaakko Liuokko
Petri Luhtala
Antti Vähälummukka
Janne Isopahkala
Jari Koskinen
Tapio Pernu

Lajin yhteistyökumppanit

 

 

 

 

 

Lajivastaavat

Olavi Lähteinen
Turun ammatti-instituutti
olavi.lahteinen@turku.fi
050 558 3471

Empty photo

Jari Koskinen
Kouvolan seudun ammattioppilaitos
jari.koskinen@ksao.fi
040 526 7465

Osallistuminen

Myös lukio- ja ammattikorkeakouluopiskelijat voivat osallistua tähän lajiin.

Yleiskuvaus

Nykyaikaisessa yhteiskunnassa elektroniikkaa on kaikkialla. Ilman sitä yhteiskunta ei toimi. Robotteja, autoja, lentokoneita, maatalous- ja metsäkoneita, kannettavia viestintävälineitä ja kodinkoneita ohjataan ja hallitaan elektroniikan ydintekniikka olevien mikroprosessorien ja niiden ohjelmistojen avulla. Tätä mikrosiruihin perustuvaa kokonaisuutta kutsutaan sulautetuiksi järjestelmiksi. Myös teollisuuden tuotantoprosessit ovat usein elektroniikkaohjattuja.

Elektroniikan suuntaavat opinnot tai osaamisalan suorittanut elektroniikka-asentaja osaa tehdä elektroniikkatuotantoon ja siihen erityisesti kuuluvaan protovalmistusvaiheeseen liittyviä elektroniikkalaitteen rakennesuunnittelu-, kokoonpano-, ohjelmointi-, ja testaustöitä.

Taitaja-kilpailun tarkemmat osaamisvaatimukset löytyvät elektroniikka-asentajien opintokokonaisuuksissa ”ammattielektroniikka ja sulautetut sovellukset ja projektityöt”.

Näitä käytännön osaamisalueita ovat elektroniikan valmistuksessa käytetty protolaitteiden piirikorttien CAD-suunnittelu, pienimuotoinen elektroniikkapiirin mitoitus, ohjelmointiympäristön käyttöönotto ja sulautetun järjestelmän ohjelmointi jollain yleisesti käytössä olevalla ohjelmointikielellä sekä elektronisen laitteen rakentaminen IPC-standardien mukaisesti käyttäen protorakentamisessa yleisesti käytössä olevia työmetodeja muistaen työturvallisuuden kaikilla osa-alueilla.

Osaamisvaatimukset

Kilpailutehtävät on suunnattu opiskelijalle, joka on suorittanut tutkinnon keskeiset osat kiitettävällä tasolla (K3). Kilpailutehtävät perustuvat tutkinnon osiin Ammattielektroniikka ja Sulautetut sovellukset ja Projektityöt. Kilpailutehtävissä on mahdollista suorittaa ammattiosaamisen näyttö.

Kilpailutehtävät sisältävät:

  • elektroniikkalaitteen piirilevysuunnittelua ja rakentamista
  • elektroniikkalaitteeseen liittyvän sulautetun järjestelmän ohjelmointia ja käyttöönottoa
  • mittaamista ja vianhakua

Kilpailutehtävä muodostuu eri moduuleista, joista rakentuu kilpailun aikaisten työvaiheiden jälkeen yksi yhtenäinen laite, joka voi olla esimerkiksi:

  • robotti
  • pelilaite
  • multimedialaite
  • kauko-ohjattava itsenäisesti liikkuva laite

Lajiohjausryhmä 2017

Olavi Lähteinen, lajivastaava, Turun ammatti-instituutti
Jari Koskinen, varavastaava, Kouvolan seudun ammattioppilaitos
Petri Luhtala, Koulutuskeskus Sedu
Tommi Sirén, Tampereen seudun ammattiopisto Tredu
Esa Varemo, Opiskelija Tampereen teknillinen yliopisto
Niko Kinnunen, NK-proto
Antti Heino, Elfa Distrelec Oy
Tapio Pernu, VTT
Antti Vähälummukka, Kouvolan seudun ammattioppilaitos