Semester 4
Übersicht der Lernfelder
| ID | Lernfeld | HK Bezüge | Tage |
|---|---|---|---|
| LFB_EL_UCPB | Mikrocontroller programmieren Basis | 9999 a.02 9999 a.03 9999 c.01 9999 c.02 |
12 T |
| LFB_EL_UCPV | Mikrocontroller programmieren Vertiefung | 9999 c.01 9999 c.02 |
6 T |
| 18 T |
LFB_EL_UCPB - 12 T
Mikrocontroller programmieren Basis
Sie erhalten den Auftrag, eine Prototypenplatine in Betrieb zu nehmen und werden aufgefordert, eine Testfirmware zu entwickeln, die die gesamte Elektronik überprüft. Zudem wird eine ausführliche Dokumentation verlangt, in der die hierarchischen Blöcke des Programms und alle Schritte zur Kompilierung des Programms beschrieben sind. -
| Verlinkung | Lernziele | Handlungsnotwendiges Wissen | Tage |
|---|---|---|---|
| HK:
9999 a.02 LK: ET a2 07 Ziel-Niveau: LN 2 |
LZ_11236 - K3 - Sie unterteilen eine gegebene Lösung in sinnvolle kleinere Funktionsblöcke. LZ_11237 - K1 - Sie benennen die Schnittstellen zwischen Funktionsblöcken |
Denken in Funktionen, strukturiertes Denken | |
| HK:
9999 a.02 LK: ET a2 08 Ziel-Niveau: LN 2 |
LZ_11238 - K3 - Sie verknüpfen konzeptionell Einzelfunktionen zu einer Gesamtlösung. LZ_11239 - K2 - Sie erklären das Zusammenspiel von Einzelfunktionen in eiern Gesamtlösung. |
Grundkonzepte der angewendeten Programmiersprache, Code-Verständnis | |
| HK:
9999 a.03 LK: MEM 07 14 Ziel-Niveau: LN 2 |
LZ_11240 - K1 - Sie benennen den Funktionsumfang und Nutzen einer Entwicklungsumgebung. LZ_11241 - K3 - Sie entwickeln in einer Entwicklungsumgebung Software für einen Mikrocontroller. LZ_11242 - K3 - Sie nutzen Bibliotheken. |
Kenntnisse in den branchenüblichen Programmen und Entwicklungsumgebungen | |
| HK:
9999 a.03 LK: MEM 07 05 Ziel-Niveau: LN 2 |
LZ_9900 - None - Sie erkennen und beschreiben verschiedene Arten von Cyber-Gefahren und Angriffsvektoren. LZ_9904 - None - Sie implementieren Sicherheitsrichtungen und Protokolle wie regelmäßige Updates, starke Passwörter und die Nutzung von Antivirus-Software. LZ_11018 - K4 - Sie beurteilen Gestaltungsrichtlinien zu unterschiedlichen Fertigungsverfahren werkstoffgerecht. |
Bedeutung und Durchführen von Updates und Aktualisierungen, was ist ein gutes Passwort, SPAM, Social-Engineering | |
| HK:
9999 c.01 LK: ET c1 19 Ziel-Niveau: LN 3 |
LZ_4276 - K3 - Sie schreiben einfache Programme (Standardanweisungen). LZ_9576 - K3 - Sie nutzen die Grundlagen der objektorientierten Programmierung, insbesondere das Konzept von Objekten, Attributen und Methoden korrekt LZ_11243 - K3 - Sie schreiben verständliche und nachvollziehbare Kommentare im Code. LZ_11244 - K3 - Sie nutzen die unterstützenden Funktionen einer Entwicklungsumgebung. |
Variablentypen, Schleifen, Bedingungen, Funktionen, Kommentare, Funktionen einer Entwicklungsumgebung | |
| HK:
9999 c.01 LK: ET c1 20 Ziel-Niveau: LN 3 |
LZ_9579 - K3 - Sie nutzen die Grundstruktur einer imperativen Programmiersprache. LZ_9610_1 - K1 - Auflisten der verschiedenen Elemente eines Flussdiagramms. LZ_11245 - K3 - Sie konzipieren einfache Programme grafisch. |
Ablaufdiagramm, Struktogramm | |
| HK:
9999 c.01 LK: ET c1 21 Ziel-Niveau: LN 2 |
LZ_11246 - K1 - Sie benennen typische Schnittstellen an einem Mikrocontroller. LZ_11247 - K3 - Sie weisen der geforderten Funktion entsprechend die korrekten I/Os zu. LZ_11248 - K3 - Sie vergeben den I/Os aussagekräftige Namen zur Verwendung in der Software. |
Übersicht über verfügbare Schnittstellen an einem Mikrocontroller, Darstellungsarten | |
| HK:
9999 c.01 LK: ET c1 25 Ziel-Niveau: LN 2 |
LZ_9782 - K3 - Sie setzen den Compiler zur Fehlersuche ein. LZ_11249 - K2 - Sie erklären die Fehlermeldungen eines Compilers und kennen die Ursachen der Fehlermeldungen. |
Funktionen eines Compilers, Verständnis der Warn- und Fehlermeldungen | |
| HK:
9999 c.01 LK: ET c1 26 Ziel-Niveau: LN 2 |
LZ_9783 - K3 - Sie setzen den Debugger zur Fehlersuche ein. LZ_11250 - K1 - Sie benennen verschiedene Arten von Debuggern. LZ_11251 - K2 - Sie erklären die Grundfunktionen eines Debuggers. |
Funktionen des Debuggers, Breakpoint, Variablen einsehen | |
| HK:
9999 c.01 LK: ET c1 27 Ziel-Niveau: LN 2 |
LZ_9572 - K5 - Sie programmieren die Anwendungen, indem sie Bibliotheken nutzen, ändern oder erstellen. LZ_9573 - K2 - Sie konsultieren die Dokumentation des Mikrocontrollers und der Peripheriegeräte, um technische Daten zu identifizieren. |
Einbinden von Bibliotheken, Parametrieren von I/Os, ADC/DAC, Timer und Schnittstellen | |
| HK:
9999 c.02 LK: ET c2 04 Ziel-Niveau: LN 2 |
LZ_9584 - K3 - Sie überprüfen die Funktionstüchtigkeit der auf den Vorrichtungen geladenen Programme. LZ_11252 - K3 - Sie führen ein Prüfprotokoll aus und dokumentieren die Resultate korrekt. |
Durchführen eines manuellen SW-Tests | |
| HK:
9999 c.02 LK: ET c2 05 Ziel-Niveau: LN 2 |
LZ_9104 - K3 - Sie erstellen Berichte über die Testergebnisse und kommunizieren diese regelmässig an alle relevanten Stakeholder, um sicherzustellen, dass alle Beteiligten über den Fortschritt und die Ergebnisse informiert sind. | Verständnis eines Testprotokolls, Informationsfluss ist bekannt | |
| HK:
9999 c.02 LK: ET c2 15 Ziel-Niveau: LN 3 |
LZ_9105 - K5 - Sie schlagen basierend auf den Testergebnissen gezielte Verbesserungen vor. | Ableiten von Massnahmen, Beurteilen der Qualität der Messung | |
| 12 T |
| Beschreibung | |
|---|---|
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Ressourcen aktivieren |
Problemstellung aus der Praxis vorstellen |
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Neues relevantes Wissen aufbauen |
Fallstudie, webquest |
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Wissen anwenden, relevante Fähigkeiten üben |
Dokumentation erzeugen |
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Problem- und Aufgabenstellungen lösen Praxistransfer ermöglichen |
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Lern- und Leistungsziele überprüfen |
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| Beschreibung | |
|---|---|
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Ressourcen aktivieren |
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Neues relevantes Wissen aufbauen |
- |
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Wissen anwenden, relevante Fähigkeiten üben |
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Problem- und Aufgabenstellungen lösen Praxistransfer ermöglichen |
- |
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Lern- und Leistungsziele überprüfen |
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| Beschreibung | |
|---|---|
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Ressourcen aktivieren |
- |
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Neues relevantes Wissen aufbauen |
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Wissen anwenden, relevante Fähigkeiten üben |
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Problem- und Aufgabenstellungen lösen Praxistransfer ermöglichen |
- |
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Lern- und Leistungsziele überprüfen |
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Praxisaufgabe
LFB_EL_UCPV - 6 T
Mikrocontroller programmieren Vertiefung
Sie entwerfen und implementieren ein Embedded-System, das in der Lage ist, eine externe Platine (Plug-in) zu verwalten. Diese enthält einen Temperatursensor, eine RTC und einen Speicher. Über das I2C- oder SPI-Protokoll lesen Sie die Temperatur und die aktuelle Uhrzeit aus, um diese Daten regelmässig zu speichern. Sie stellen sicher, dass bei Anfragen auf alle im Speicher enthaltenen Daten zugegriffen werden kann. Sie gewährleisten eine Kommunikation in realtime (über Interrupts gesteuert), um eine optimale Kommunikationsverwaltung zu ermöglichen. Unter Einbezug der korrekten Kompilierungsparameter optimieren Sie die Energieverwaltung Das Projekt verwalten Sie mit einem Versionskontrollsystem wie GIT.
Voraussetzungen:
LFB_EL_UCPB - üK - 4. Sem. - 12 T
| Verlinkung | Lernziele | Handlungsnotwendiges Wissen | Tage |
|---|---|---|---|
| HK:
9999 c.01 LK: ET c1 23 Ziel-Niveau: LN 2 |
LZ_9132 - K4 - Sie beschreiben und planen die Anwendungsgebiete und den Nutzen von Technologien zur Energieeffizienz in industriellen Anwendungen. LZ_9246 - K1 - Sie zählen mögliche Strategien der Energieversorgungssicherheit auf. LZ_9573 - K2 - Sie konsultieren die Dokumentation des Mikrocontrollers und der Peripheriegeräte, um technische Daten zu identifizieren. |
Einflussfaktoren zur Verbesserung der Energieeffizienz, Konfiguration von Hardware | |
| HK:
9999 c.01 LK: ET c1 24 Ziel-Niveau: LN 3 |
LZ_9581 - K4 - Sie programmieren komplexe Prozessabläufe unter Nutzung einer Zustandsmaschine LZ_11253 - K3 - Sie entwickeln in einer Entwicklungsumgebung Software für einen Mikrocontroller. LZ_11254 - K3 - Sie nutzen die unterstützenden Funktionen einer Entwicklungsumgebung. |
Nutzen und Umgang mit Frameworks, Arten von Frameworks | |
| HK:
9999 c.01 LK: ET c1 28 Ziel-Niveau: LN 2 |
LZ_9573 - K2 - Sie konsultieren die Dokumentation des Mikrocontrollers und der Peripheriegeräte, um technische Daten zu identifizieren. LZ_11255 - K3 - Sie nutzen Bibliotheken zur Ansteuerung einer externen Hardware. |
Arten und Nutzen von Schnittstellen, Libraries | |
| HK:
9999 c.01 LK: ET c1 29 Ziel-Niveau: LN 1 |
LZ_9571 - K4 - Sie nutzen die Interrupts LZ_9573 - K2 - Sie konsultieren die Dokumentation des Mikrocontrollers und der Peripheriegeräte, um technische Daten zu identifizieren. LZ_11256 - K3 - Sie lösen eine Problemstellung mit und ohne Interrupts. |
Funktion und Nutzen von Interrupts, Einbinden von Interrupts in Code | |
| HK:
9999 c.01 LK: ET c1 30 Ziel-Niveau: LN 2 |
LZ_11257 - K1 - Sie benennen Einflussgrössen des Compilers auf den Energieverbrauch. LZ_11258 - K3 - Sie messen die Reduktion des Energiebedarfs einer gegebenen Anwendung durch die Nutzung von Compileroptionen. |
Energiesparpotential durch Nutzung von Compiler Optionen, Compiler-Optionen | |
| HK:
9999 c.01 LK: ET c1 22 Ziel-Niveau: LN 2 |
LZ_9582 - K3 - Sie nutzen ein kollaboratives Softwareprogramm zur Versionsverwaltung wie GitHub. LZ_9583 - K3 - Sie stellen die Versionshistorie sicher, insbesondere bei der gemeinsamen Arbeit an der Weiterentwicklung |
Arten und Nutzen von Versionsverwaltung-Tools, Grundfunktionen, Integration in die Entwicklungsumgebung | |
| HK:
9999 c.02 LK: ET c2 12 Ziel-Niveau: LN 3 |
LZ_9101 - K4 - Sie analysieren das Lastenheft, um spezifische Prüfkriterien und Testanforderungen zu identifizieren und dokumentieren diese Kriterien. LZ_11259 - K4 - Sie erstellen Prüffälle für einen Code anhand des Pflichtenheftes |
Prüffälle definieren, manuelles Testen | |
| 6 T |
| Beschreibung | |
|---|---|
|
Ressourcen aktivieren |
Problemstellung aus der Praxis vorstellen |
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Neues relevantes Wissen aufbauen |
Fallstudie, webquest |
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Wissen anwenden, relevante Fähigkeiten üben |
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Problem- und Aufgabenstellungen lösen Praxistransfer ermöglichen |
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Lern- und Leistungsziele überprüfen |
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| Beschreibung | |
|---|---|
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Ressourcen aktivieren |
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Neues relevantes Wissen aufbauen |
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Wissen anwenden, relevante Fähigkeiten üben |
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Problem- und Aufgabenstellungen lösen Praxistransfer ermöglichen |
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Lern- und Leistungsziele überprüfen |
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| Beschreibung | |
|---|---|
|
Ressourcen aktivieren |
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Neues relevantes Wissen aufbauen |
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Wissen anwenden, relevante Fähigkeiten üben |
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Problem- und Aufgabenstellungen lösen Praxistransfer ermöglichen |
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Lern- und Leistungsziele überprüfen |
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Praxisaufgabe