MicroPython
Willkommen in der Schwingungsanalyse
MATLAB® meets MicroPython
Mit MATLAB® Mikrocontroller nutzen.
Mechatronische Anwendungen sind in heutigen Ingenieursprojekten allgegenwärtig. Robotic, Internet of Thinks (IoT) und Industrie 4.0 sind hierzu die gängigen Schlagworte, welche inzwischen auch Inhalte der Lehre sind. Die Grundlagenausbildung zum Programmieren findet aktuell üblich in der Programmiersprache Python statt. Was liegt damit näher, als diese auch zur Programmierung von Mikrocontrollern zu verwenden. Mit dem Python-Derivat MicroPython liegt eine Python-Version für viele Mikrocontroller vor, so dass nahezu alle gängigen Controller nicht mehr zwingend in Maschinensprache oder C programmiert werden müssen. Andererseits bietet die Entwicklungsumgebung MATLAB®, welches ebenfalls Bestandteil der Lehre ist, einen hohen Komfort für die Entwicklung von Algorithmen und Benutzerinteraktion.
Dieses Buch stellt den Entwicklungsprozess für Steuerungskomponenten mechatronischer Projekte anschaulich dar. Es kann als Handout für die Vorgehensweise in der Projektentwicklung verwendet werden.
Anhand konkreter Beispiele wird die Nutzung von Mikrocontrollern in Verbindung mit einem MATLAB®-PC dargestellt. MATLAB® wird dabei nicht auf dem Mikrocontroller ausgeführt. Es handelt sich um eine Kommunikationsschnittstelle zwischen dem MATLAB®-PC und dem über die USB-Schnittstelle angeschlossenen Mikrocontroller. Auf dem Mikrocontroller kommt die Laufzeitumgebung MicroPython zum Einsatz. Dies kann als minimalistisches Betriebssystem betrachtet werden, welches in der Programmiersprache Python programmiert werden kann. Dies reduziert wiederum die nutzbaren Mikrocontroller, da für die jeweilige MCU ein MicroPython-Derivat zur Verfügung stehen muss. Anderenfalls besteht keine Möglichkeit für den Zugriff auf die Hardwarefunktionen des Mikrocontrollers. Verwendbar ist eine erhebliche Anzahl gängiger Mikrocontroller.
Mit MATLAB® wird in diesem Demonstrationsbeispiel eine GUI erstellt. Für die Erstellung dieser wird der MATLAB® App Designer verwendet.