Projekt OpenLab: Das Labor kommt nach Hause

Im Rahmen eines Projekts für die Lehre wird elektronisches Messequipment entwickelt, mit dem Studierende auf ihren Plattformen von zuhause aus arbeiten können. 

Selbst an einer hervorragend ausgestatteten technischen Hochschule ist elektronisches Messequipment nicht unbegrenzt vorhanden. Gleichzeitig haben unterschiedliche Studierendengruppen verschiedene Bedürfnisse: Berufsbegleitende Studierende, Studierende mit körperlichen Einschränkungen oder mit Betreuungspflichten sind besonders darauf angewiesen, auch abseits der FH-Laborumgebung Oszilloskope, Signalgeneratoren, Voltmeter usw. nutzen zu können. Genau das wird durch das von der Stadt Wien geförderte Projekt OpenLab (Open Laboratory) ermöglicht.

„Ziel ist, die verschiedenen Gruppen mit Messequipment zu versorgen, das 24/7 zur Verfügung steht“, sagt Roman Beneder, Projektleiter und Mitarbeiter am Institut für Embedded Systems. Gemeinsam mit zwei Junior Researchern und einer Studienassistentin entwickelt er seit Projektbeginn im März 2015 Hardware- und Softwarekomponenten, die zuhause verwendet werden können.

Zwei wichtige Prinzipien sind dabei die Leistbarkeit und die Quelloffenheit (Open Source) der Tools. Damit der Low-Cost-Aspekt erfüllt werden kann, wird auf bestehende Embedded-Plattformen (Microcontroller-Entwicklungsboards, FPGA/CPLD-Entwicklungsboards) zurückgegriffen, die in der Lehre ohnehin verwendet werden. Diese Plattformen, mit denen die Studierenden bereits daheim arbeiten, bilden die Basis für die neuen Geräte, die bis zum Ende des Projekts im März 2018 entwickelt werden.

Die Firmware für ihre Boards laden die Studierenden aus dem Intranet oder von Github, wo die ersten Ergebnisse schon jetzt der Open-Source-Community zur Verfügung stehen. So werden die Embedded-Plattformen in Messgeräte umgewandelt.

Es gilt die Devise “One Platform for Every Student” (OPES). Studierende können über die ganze Dauer der Lehrveranstaltung mit ihrer eigenen Plattform arbeiten. Von den neu entwickelten Tools werden Teilnehmerinnen und Teilnehmer verschiedenster Lehrveranstaltungen profitieren, die vom Institut für Embedded Systems angeboten werden. 
 

Das in unterschiedlichen Lehrveranstaltungen verwendete FPGA/CPLD-Entwicklungsboard mit angeschlossenem Prototyp für ein "analoges Frontend": Dieses Frontend wird dazu verwendet, um breitere Signalbereiche messbar zu machen. Das Signal, das auf der BNC-Buchse ankommt, wird durch sechs Signalverarbeitungsstufen geschickt, um am Ende innerhalb eines bestimmten Spannungsbereiches (0-3,3V) zu landen.
 

Die zentrale „Bedieneinheit“ für alle OpenLab-Geräte

Die zentrale „Bedieneinheit“ für alle OpenLab-Geräte – hier zu sehen: ein Oszilloskop als beispielhafte Anwendung mit verschiedenen Features wie etwa ein einstellbarer Trigger, die Möglichkeit, das Signal horizontal und vertikal verschieben zu können, den angezeigten Spannungsbereich (Volts pro Division) zu verstellen, unterschiedliche Farbzuordnungen für Signale und die Möglichkeit, Snapshots inklusive der angezeigten Paramter zu generieren, die in Protokollen verwendet werden können.

Das Projekt OpenLab wird auch auf der von Wissenschaftsministerium und OeAD geförderten Plattform Young Science präsentiert. Dort erhalten bereits Schülerinnen und Schüler Einblick in Forschungsprojekte. Projektleiter Roman Beneder kann als Young Science Botschafter für Schulen in Wien, Niederösterreich und dem Burgenland angefragt werden, um das Projekt dort zu präsentieren.