Ohjelmoitavan intervallikellon suunnittelu ja toteutus
Antola, Antti (2026)
2026
Tieto- ja sähkötekniikan kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Computing and Electrical Engineering
Informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunta - Faculty of Information Technology and Communication Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2026-04-24
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202604204067
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202604204067
Tiivistelmä
Tässä työssä käsitellään ohjelmoitavan intervallikellon suunnittelu- ja rakennusprosessia. Työn tavoitteena on suunnitella ja toteuttaa kustannustehokas intervallikello, jota voidaan käyttää liikuntalajeissa, kuten brasilialaisessa jujutsussa.
Työssä tutustutaan Arduino-elektroniikka-alustaan, jota käytetään tässä työssä ohjainlaitteena. Lisäksi tarkastellaan ajastimen toteuttamista mikrokontrollerin avulla. Teoriaosuudessa käsitellään multipleksausmenetelmiä sekä infrapunaohjauksen toimintaperiaatetta. Lisäksi perehdytään bipolaarisen liitostransistorin (BJT) toimintaperiaatteeseen, nelinumeroisen seitsemänsegmenttisen näytön sekä LED-komponenttien toimintaan.
Työn suunnitteluosuudessa tarkastellaan intervallikellon näytön numeroiden hallintaa sekä komponenttien valintaa. Komponenttien valintaosuudessa perustellaan käytettyjen komponenttien valinnat.
Suunnitteluosuudessa toteutetaan myös intervallikellon ohjelmakoodi Arduino IDE -ympäristössä. Ohjelmakoodin lisäksi osiossa suunnitellaan intervallikellon kotelo ja piirilevy. Kotelon suunnittelu toteutettiin Autodesk Fusion 360 -ohjelmistolla ja piirilevy suunniteltiin KiCad-ohjelmistolla.
Työn rakennusvaiheessa käsitellään komponenttien juottamista sekä kotelon rakentamista. Osuudessa käsitellään myös piirilevyn suunnittelussa havaittua virhettä ja sen korjaamista.
Työn testausvaiheessa varmistetaan, että toteutettu intervallikello toimii suunnitellulla tavalla ja täyttää sille asetetut tavoitteet.
Työn tuloksena valmistui toimiva intervallikello, joka täytti sille asetetut vaatimukset. Toteutus osoitti, että intervallikellon voi toteuttaa kustannustehokkaasti yleisesti saatavilla olevista komponenteista.
Työssä tutustutaan Arduino-elektroniikka-alustaan, jota käytetään tässä työssä ohjainlaitteena. Lisäksi tarkastellaan ajastimen toteuttamista mikrokontrollerin avulla. Teoriaosuudessa käsitellään multipleksausmenetelmiä sekä infrapunaohjauksen toimintaperiaatetta. Lisäksi perehdytään bipolaarisen liitostransistorin (BJT) toimintaperiaatteeseen, nelinumeroisen seitsemänsegmenttisen näytön sekä LED-komponenttien toimintaan.
Työn suunnitteluosuudessa tarkastellaan intervallikellon näytön numeroiden hallintaa sekä komponenttien valintaa. Komponenttien valintaosuudessa perustellaan käytettyjen komponenttien valinnat.
Suunnitteluosuudessa toteutetaan myös intervallikellon ohjelmakoodi Arduino IDE -ympäristössä. Ohjelmakoodin lisäksi osiossa suunnitellaan intervallikellon kotelo ja piirilevy. Kotelon suunnittelu toteutettiin Autodesk Fusion 360 -ohjelmistolla ja piirilevy suunniteltiin KiCad-ohjelmistolla.
Työn rakennusvaiheessa käsitellään komponenttien juottamista sekä kotelon rakentamista. Osuudessa käsitellään myös piirilevyn suunnittelussa havaittua virhettä ja sen korjaamista.
Työn testausvaiheessa varmistetaan, että toteutettu intervallikello toimii suunnitellulla tavalla ja täyttää sille asetetut tavoitteet.
Työn tuloksena valmistui toimiva intervallikello, joka täytti sille asetetut vaatimukset. Toteutus osoitti, että intervallikellon voi toteuttaa kustannustehokkaasti yleisesti saatavilla olevista komponenteista.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [10986]