Fagprøve i serviceelektronikk for

Kristian Hiim

Fordypning: Data- og kontorsystemer
Prøveperiode: 2.-6. februar 2004
Universitetet i Bergen, Institutt for geovitenskap





        

Innledning

I henhold til kap. II i "Retningslinjer for den praktiske delen av fagprøven - Serviceelektroniker faget" skal fagprøven inneholde:

• Elementer fra minimum to moduler fra læreplanens fellesdel.
• Elementer fra minimum to moduler fra det området kandidaten har spesialisert seg i.
• Spørsmål fra mål i andre moduler.
• Feilsøking og -retting
• Spørsmål som belyser helse, miljø og sikkerhet (HMS) aspekter

For hver oppgave er det angitt hvilken modul som blir prøvd, samt estimert belastning i prosent. Alle hjelpemidler som kandidaten har brukt i læretiden kan benyttes under prøven.

Det må først utarbeidet en plan for arbeidet, i henhold til kap. III i "Retningslinjer for den praktiske delen av fagprøven - Serviceelektronikerfaget" (se link over).

Grunnlaget for oppgavene er følgende:

• "Læreplan for videregående opplæring. Studieretning for elektrofag VKII / Bedrift, Serviceelektronikerfaget C034" (Læringssenteret, Oslo februar 2003).
  Dette dokumentet er en fremstilling av læreplanens fellesdel.
• For læreplanens valgdel brukes "Læreplan for videregående opplæring Studieretning for elektro VKII/Bedrift Serviceelektronikerfaget", Oslo, juli 1996 (Kirke-, utdannings- og forskningsdepartementet). Utdrag som kun viser valgdel "Data- og kontorutstyr". Spørsmål angående Helse, miljø og sikkerhet (HMS) er også relatert til læreplanen fra 1996.

Oversikt over oppgavene, med angivelse av læreplan modul, -kapittel, -mål samt estimert omfang, er gitt under.

Tabell 1: Oppgaver etter modul, kapittel, mål samt omfang i prosent.

Du er ansatt i firmaet EasyTec som leverer skreddersydde, Linux-baserte embedded CPU systemer. Muséet i Lillevik har vært utsatt for uforklarlige hendelser i ett av utstillingslokalene og har bedt EasyTec om å planlegge og utprøve et overvåkingssystem som kan bidra til å oppklare fenomenene.

Muséet har gitt følgende spesifikasjoner på overvåkingssystemet:

1. Det skal bestå av to deler:

   1. DETEKTOR, basert på embedded CPU kort i PC/104 formfaktor, med Wireless LAN (WLAN), bevegelsessensor og kamera.

   2. DISPLAYENHET, en desktop PC med WLAN utstyr.

2. Geofon skal brukes som bevegelsessensor.

3. Systemet er utstyrt med kamera.

4. Dersom signalet fra bevegelsessensoren overskrider et brukerdefinert nivå skal det tas et bilde av området.

5. Bildet overføres via trådløst nettverk til datamaskin som er plassert utenfor lokalene som blir overvåket.

6. ALARMSYSTEM skal drives fra 12 V batteri.

Ledelsen i EasyTec har lagt føringer på hvordan systemet skal bygges opp, som vist i avsnittene under.

1.1 Blokkdiagram

  Fig. 1. Blokkdiagram over alarmsystem. Klikk for større versjon.

1.2  Detektor

• Hardware:

  • Embedded CPU kort, PC/104 form faktor:

    • Fabrikat = Lippert

    • Model = Cool RoadRunner II

  • PCMCIA adapter for PC/104:

    • Fabrikat =  Aaeon

    • Model = PCM-3115B

  • WLAN:

    • Kort format = PCMCIA

    • Leverandør = Netgate

    • Model = NL-2511 CD PLUS EXT-2

    • Antenne = Valg dikteres av ønsket rekkevidde.

  • Analog / digital konverter, parallel port interface:

    • Fabrikat = Symmetric Research

    • Model = PAR8CH

  • USB kamera:

    • Fabrikat = TERRATEC

    • Model = TerraCAM USB

  • Geofon. Bruk tilgjengelig type. SM-4 er velegnet.
    

• Software:

  • Operativsystem (OS) = Linux

  • Kernel = Nyeste i 2.4 serien

  • Root filsystem, nødvendige oppstarts-skript samt styreprogram kjøres fra Compact Flash adapter på Lippert CPU kort.

  • WLAN:

    • Ad-hoc modus

    • IP = 10.0.0.10

  • Program:

    • Leser kontinuerlig fra A/D konverterkanal hvor geofon er tilkoplet. Dersom signalnivået overskrider brukerdefinert grense blir det tatt bilde med USB kamera. Melding og bilde blir deretter overført til Displayenhert.

    • Skrives i C eller C++.
      

• Dokumentasjon:

  • Kortfattet beskrivelse av prosedyren for installasjon, konfigurasjon og test.

  • Må kunne publiseres på web.

  • Program legges inn på CVS system.

1.3  Displayenhet

Utfyllende spesifikasjoner:

• Hardware:

  • PC: Vanlig desktop PC.

  • WLAN: Samme spesifikasjoner som under 1.2 Detektor
     

• Software:

  • Linux OS

  • WLAN:

    • Ad-hoc modus.

    • IP = 10.0.0.20

  • Program:

    • Skal motta alarmmelding og presentere bildet som er assosiert med meldingen.

    • Skrives i C eller C++.

    • Hvis tid et enkelt GUI (Graphical User Interface).
      

• Dokumentasjon:

  • Kortfattet beskrivelse av prosedyren for installasjon, konfigurasjon og test.

  • Må kunne publiseres på web.

  • Program legges inn på CVS system.

1.4 WLAN

• Forklar forskjellen mellom Infrastructure og Ad-hoc modus.

• Gjør kort rede for hvilke sikkerhetshensyn man må vektlegge ved bruk av WLAN utstyr.

Muséet i Lillevik har nå prøvekjørt systemet en stund. De ber om å få utført følgende modifikasjoner:

• WLAN har begrenset rekkevidde innenfor bygningene. Det trengs en WLAN relé stasjon. Det må også være mulig å legge inn flere reléstasjoner på en enkel måte.

• Signalet fra geofonen må bedre tilpasning mot A/D konverter. Det bør også legges inn et anti-alias filter.

• Kort utredning om hvordan bilder fra USB kameraet kan benyttes som detektor.

Ledelsen i EasyTec har kommet med utfyllende spesifikasjoner:

2.1  Relé stasjon

• Hardware:

  • Laptop PC:
    Fabrikat = Siemens-Fujitsu D8800

  • WLAN: Samme spesifikasjoner som under 1.1 Detektor.
     

• Software:

  • Linux OS

  • WLAN:

    • Ad-hoc modus

    • IP = 10.0.0.15

    • Dynamisk ruting ved hjelp av uOLSRd programvare. Dermed kan flere reléstasjoner settes inn. Dynamisk ruting må legges inn i Detektor og Displayenhet.
      

• Dokumentasjon:

  • Kortfattet beskrivelse av prosedyren for installasjon, konfigurasjon og test.

  • Må kunne publiseres på web.

2.2  Forsterker/filter for geofon

Utgangssignalet fra geofonen kan være for lite i forhold til A/D konverterens inngangsområde. Følgende kombinerte filter/forsterker enhet er tilgjengelig: Krohn-Hite model 3700 filter (20 dB forsterkning).

• Hvordan kan man måle S/N-forholdet for denne forsterkeren? Er S/N-forholdet godt tilpasset A/D-konverteren? Begrunn svaret.

• Innstill filteret til bandpass,  1 - 100 Hz. Vis hvordan man bruker en HP 3562A Dynamic Signal Analyser til å måle amplityde- og faseresponsen for denne forsterkeren. Dokumenter resultatet ("screenshots").

• I tillegg til å forsterke signalet vil enheten også fungere som anti-alias filter for A/D-konverteren. Forklar hvorfor et slikt filter er nødvendig. Forklar hvor stor A/D-konverterens samplingsrate bør være når filterets cutoff frekvens er satt til 100 Hz og filteret er av 4. orden.

2.3 USB kamera som detektor

• Lag et kortfattet forslag til hvordan USB kameraet kan brukes som bevegelsesdetektor. Dersom du har tid kan du prøve å få dette til å virke.

Gjør rede for plikter og rettigheter arbeidstaker og arbeidsgiver har i henhold til arbeidsmiljøloven